Su Marte il suono può viaggiare a diverse velocità nell’atmosfera
Su Marte il suono può viaggiare a diverse velocità nell’atmosfera e propagarsi in maniera differente a seconda della sua frequenza. Lo strano fenomeno, mai stato osservato nel Sistema Solare, è stato rilevato utilizzando la strumentazione del rover Perseverance della NASA che dal 18 febbraio dello scorso anno è sbarcato sul Pianeta rosso. Dal punto di vista scientifico, la scoperta, annunciata in occasione della 53esima Conferenza di scienze lunari e planetarie dal ricercatore Baptiste Chide del Los Alamos National Laboratory del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, giustifica ulteriori indagini, in relazione anche alle elevate fluttuazioni della temperatura che si registrano sulla superficie marziana.
Le diverse velocità del suono nell’atmosfera di Marte
La velocità del suono non è una costante universale. Può infatti cambiare, a seconda della densità e della temperatura del mezzo attraverso cui viaggia: in altre parole, più il mezzo è denso, più il suono viaggia veloce. Proprio per questo, sulla Terra il suono viaggia a circa 343 metri al secondo nell’atmosfera a 20 °C, ma anche a 1.480 metri al secondo nell’acqua e a 5.100 metri al secondo nell’acciaio.
Su Marte, dove l’atmosfera è formata principalmente da anidride carbonica ed è molto più rarefatta di quella terrestre (ha una densità di circa 0,020 kg/m3 rispetto a circa 1,2 kg/m3) il suono viaggia a una velocità inferiore, che è pari a circa 240 metri al secondo. Ma ciò che è stato rilevato, utilizzando il microfono SuperCam di Perseverance, è qualcosa di assolutamente fuori dal comune.
“A causa delle proprietà uniche delle molecole di anidride carbonica a bassa pressione, Marte è l'unica atmosfera di un pianeta del Sistema Solare che subisce un cambiamento nella velocità del suono proprio nel mezzo della larghezza di banda udibile (da 20 Hertz a 20.000 Hertz)” hanno spiegato i ricercatori nel paper presentato in occasione della conferenza. Questo perché, a frequenze superiori a 240 Hertz, i moti vibrazionali delle molecole di anidride carbonica attivati dalla collisione non hanno abbastanza tempo per rilassarsi o tornare al loro stato originario. Ciò implica che, alle frequenze più alte, il suono viaggi a una velocità di 10 metri al secondo in più rispetto a quelle più basse.
Se, ad esempio, provassimo a parlare nell’atmosfera di Marte, i suoni più acuti verrebbero percepiti prima di quelli gravi da un nostro ipotetico ascoltatore. Chiaramente, non potremmo neppure provarci, visto che l’atmosfera di Marte è irrespirabile, ma questo fenomeno determinerebbe quella che i ricercatori chiamano “un’esperienza di ascolto unica”.
Da momento che la velocità del suono cambia anche in funzione della temperatura, gli studiosi hanno inoltre misurato come i rapidi cambiamenti che avvengono sulla superficie marziana vadano ad influenzare la stessa velocità del suono, producendo dati che potranno aiutare a colmare alcune delle lacune sul cosiddetto Planetary Boundary Layer, lo strato dell’atmosfera appena sopra la superficie di Marte che è in rapida evoluzione. Il prossimo obiettivo del team sarà quello di continuare a utilizzare il microfono SuperCam per rilevare come le variazioni giornaliere e stagionali della temperatura incidano sulla velocità del suono su Marte e confrontare queste misurazioni con quelle di altri strumenti per cercare di capire altri aspetti di queste fluttuazioni.
