Nghiên cứu cho thấy: Âm thanh có hai tốc độ khác nhau trên sao Hỏa

Sau khi tàu thăm dò Perseverance hạ cánh xuống sao Hỏa vào tháng 2 năm ngoái, hai micro của nó đã bắt đầu ghi âm, cho phép các nhà khoa học nghe thấy "hành tinh hàng xóm" của chúng ta đang "nói" những gì.

Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature, các nhà nghiên cứu của NASA đã đưa ra phân tích đầu tiên của họ những âm thanh thu được tại hành tinh đỏ.

Sylvestre Maurice, tác giả chính của nghiên cứu và đồng giám đốc khoa học của SuperCam, một bộ phận có kích thước như hộp đựng giày được gắn trên cột buồm giữ micro chính cho biết, âm thanh đã tiết lộ sự nhiễu loạn chưa từng biết trước đây trên sao Hỏa.

Từ khi hạ cánh trên sao Hỏa hơn một năm trước, tàu thăm dò sao Hỏa Perseverance của NASA đã sử dụng microphone để ghi lại âm thanh trên hành tinh đỏ. Những đoạn ghi âm đó đã giúp các nhà khoa học phát hiện tốc độ âm thanh truyền đi trên sao Hỏa khác với trên Trái đất, theo AFP.

Nhóm nghiên cứu sử dụng dữ liệu từ microphone để đo tốc độ âm thanh trên sao Hỏa. Cụ thể, họ đo thời gian cần thiết để âm thanh phát ra từ đợt bắn laser của Perseverance quay trở lại microphone của robot. Robot này bắn laser vào đá để tìm hiểu về thành phần của chúng.

Nghiên cứu lần đầu tiên xác nhận rằng tốc độ âm thanh trên sao Hỏa di chuyển chậm hơn tốc độ âm thanh trên Trái đất, với tốc độ 240 mét/ giây - so với 340 mét/ giây trên Trái đất.

Tuy nhiên nghiên cứu này lại cho thấy một vấn đề khác trên sao Hỏa, đó là các tần số âm thanh khác nhau truyền đi với tốc độ khác nhau. Những âm thanh của cánh quạt trực thăng hay âm thanh tự nhiên có tần số thấp sẽ có tốc độ như chúng ta vừa đề cập, nhưng những âm thanh có tần số cao, ví dụ như âm thanh từ tia laser của Perseverance lại có tốc độ 250 mét /giây, nhanh hơn tới 10 mét/ giây.

"Tôi hơi hoảng", Maurice nói. "Tôi tự nhủ rằng một trong hai phép đo là sai vì trên Trái đất, bạn chỉ có một tốc độ âm thanh".

Lý do của hiện tượng này được phỏng đoán là do bầu khí quyển trên sao Hỏa có 95% là carbon dioxide, carbon dioxide trong khi ở Trái đất chỉ 0,04% và bầu khí quyển của sao Hỏa cũng mỏng hơn Trái đất đến 100 lần, khiến cho âm thanh yếu hơn 20 decibel, và nó là điều đã ảnh hưởng đến tốc độ của âm thanh.

Họ đã phát hiện ra rằng có hai tốc độ âm thanh trên bề mặt sao Hỏa: một dành cho âm thanh cường độ cao, như tiếng tia laser và một cho tần số thấp hơn, giống như tiếng vo ve của cánh quạt máy bay trực thăng. Microphone cũng giúp đo nhiệt độ bề mặt sao Hỏa ở xung quanh robot. Điều này là nhờ âm thanh truyền đi với tốc độ khác nhau tùy vào nhiệt độ. Bằng cách đo tốc độ âm thanh mỗi khi Perseverance bắn laser, các nhà nghiên cứu có thể tính toán sự thay đổi nhiệt độ nhanh chóng. Nhóm nghiên cứu dự định tiếp tục theo dõi và phân tích âm thanh sao Hỏa trong một năm để tìm hiểu thêm về những thay đổi trong các điều kiện khác nhau trên hành tinh đỏ, ví dụ như trong mùa đông hoặc khi các cơn bão bụi xuất hiện.

Điều này có nghĩa là tai người sẽ nghe thấy âm thanh cao sớm hơn một chút.

"Trên Trái đất, âm thanh của một dàn nhạc đến sẽ đi đến tai của bạn ở cùng một tốc độ, cho dù chúng là âm thấp hay cao. Nhưng hãy tưởng tượng trên sao Hỏa, nếu bạn rời xa sân khấu một chút, bạn sẽ cảm thấy âm thanh đến tai bạn có phần lộn xộn, bởi âm thanh có tần số cao sẽ đến trước, còn âm thanh có tần số thấp hơn sẽ đến tai bạn sau", Maurice nói.

Tiến sĩ Thiery Fouchet từ Đài thiên văn Paris, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết viện nghiên cứu âm thanh truyền đi trên sao Hỏa và lắng nghe những tạp âm như gió gây nhiễm động, sẽ cho phép họ tinh chỉnh các mô hình số nhằm dự đoán khí hậu và thời tiết trên hành tinh đỏ.

Âm thanh trên sao Hỏa cũng di chuyển được khoảng cách ngắn hơn do bầu khí quyển mỏng của hành tinh. Trên Trái đất, âm thanh chậm lại ở khoảng cách 65 mét, trong khi trên sao Hỏa, khoảng cách đó là 4 mét. Điều đó có nghĩa là khoảnh cách vài mét cũng là xa nếu chúng ta có thể nói chuyện trên hành tinh này. NASA cũng đã công bố những âm thanh được ghi lại để mọi người có một góc nhìn mới về hành tinh đỏ.

Ngay từ hàng tỷ năm trước, sao Hỏa đã từng có một bầu khí quyển dày đặc, giàu carbon, các hồ và đại dương được tạo thành từ nước lỏng, thậm chí có thể có những đám mây mịn lơ lửng trên bầu trời. Mặt trời lúc này nhỏ hơn hiện tại rất nhiều, ánh sáng cũng yếu hơn, nhưng khi những cơn bão mặt trời được sinh ra thì sức mạnh lại lớn hơn ngày nay rất nhiều.

Kích thước của sao Hỏa nhỏ hơn Trái đất, có nghĩa là tốc độ nguội của nó cũng nhanh hơn Trái đất rất nhiều - lõi Trái đất vẫn nóng chảy - lõi sắt quay liên tục vẫn có địa từ trường mạnh, có thể làm lệch hướng gió mặt trời và không cho chúng ta tác động đến chúng ta.

Sau khi sao Hỏa nguội đi, lõi của nó trở thành chất rắn và từ trường của hành tinh này cũng dần biến mất. Sau khoảng 100 triệu năm, gió mặt trời đã tước bỏ bầu khí quyển của sao Hỏa. Áp suất không khí trên sao Hỏa giảm xuống gần như chân không, đại dương trên bề mặt dần dần sôi và bốc hơi, cuối cùng toàn bộ sao Hỏa trở nên cực kỳ khô hạn.

Nói cách khác, hệ mặt trời ngày nay dễ sinh sống hơn nhiều so với 3 tỷ năm trước. Nhưng dù vậy, sao Hỏa vẫn vô hồn và không có sự sống.

Cập nhật: 21/06/2022 Tổ Quốc