Zvuk z jednoho zdroje dorazí dvěma různými rychlostmi

Velké překvapení přineslo měření rychlosti šíření zvuku v řídké marsovské atmosféře. Neuvěřitelné věci zaslechly mikrofony marsovského průzkumného vozítka Perseverance. Na Marsu rychlost šíření zvuku závisí na frekvenci nečekaně silně, což je překvapivé. Řídkou atmosférou tvořenou převážně oxidem uhličitým CO2 pádí zvuk s frekvencí nad 240 Hz rychleji zhruba o 10 m/s. Zvuk s frekvencí pod 240 Hz se pohybuje rychlostí kolem 240 m/s, zvuk s vyšší frekvencí rychlostí kolem 250 m/s. Takový jev doposud nikdo nezaznamenal. Pro srovnání zvuk v pozemské atmosféře dosahuje rychlosti 343 m/s, tedy výrazně rychleji. Obecně platí, že v hustším prostředí je zvuk rychlejší než v řidším.

Pikolka rychleji než basa

První autor publikace Sylvestre Maurice z Université de Toulouse překvapivý objev shrnuje: „Na Zemi k vám tóny orchestru dorazí stejnou rychlostí, ať už jsou nízké nebo vysoké. Ale představte si, že na Marsu, když budete trochu dál od orchestřiště, zaznamenáte značnou prodlevu.“

Mikrofony Perseverance zjistili, že rychlost šíření zvuku závisí na frekvenci

Vozítko Perseverance nese dva mikrofony, jak vidíme na horním obrázku (foto NASA/JPL-Caltech). Jeden je součástí vybavení kamery SuperCam, druhý je pevně zabudován v trupu. Mars je tichý svět , kde skučí pouze vítr:

Ostatní zvuky způsobují pozemské přístroje. Naslouchejte zvukům z Marsu:

Jízda Perseverance zní našemu uchu nezvykle, protože jsou kovová, bez pneumatik. I hluk rotorů první marsovské helikoptéry Ingenuity zni cize. Rotory otáčející se rychlostí 2.500 otáček za minutu produkují zvuk o frekvenci 84 Hz. Na Zemi zní vrtulník úplně jinak:

Ťukání o frekvenci nad 2 kHz způsobuje tepelné namáhání horniny, kterou laser prudce přehřeje až k odpaření, abychom mohli analyzovat vzniklé páry:

Pouhým uchem nepoznáme, že marsovská rychlost šíření zvuku závisí na frekvenci, ale je to tak. Citlivé přístroje nejsou na pochybách. Všechny zvuky NASA.

https://www.nasa.gov/feature/jpl/what-sounds-captured-by-nasa-s-perseverance-rover-reveal-about-mars
Maurice, S., Chide, B., Murdoch, N. et al. In situ recording of Mars soundscape. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04679-0

akademon.cz 2. března 2021: Obrázky z Marsu – sol 12

akademon.cz 18. února 2021: Úspěšně přistálo průzkumné vozítko Perseverance