Erklärt: Sonifikationsprojekt der NASA, das astronomische Bilder in Musik verwandelt - Dezember 2022
Was ist Datensonifikation? Wie hat die NASA astronomische Bilder in Ton übersetzt? Warum ist dieses Sonifikationsprojekt sinnvoll?
Das Chandra X-Ray Center (CXC) der NASA ist einen Schritt weiter gegangen und hat ein neues „Sonifizierungs“-Projekt vorgestellt, das Daten aus astronomischen Bildern in Audio umwandelt. (Bildschirmaufnahme: NASA/Youtube) Während Teleskope Einblicke in den Weltraum bieten, indem sie digitale Daten in atemberaubende Bilder umwandeln, ist das Chandra X-Ray Center (CXC) der NASA einen Schritt weiter gegangen und hat ein neues „Sonifizierungsprojekt“ vorgestellt, das Daten aus astronomischen Bildern in Audio umwandelt.
Benutzer können jetzt Bilder des Galaktischen Zentrums, der Überreste einer Supernova namens Cassiopeia A sowie der Säulen der Schöpfungsnebel, die sich alle in einer Region von etwa 26.000 Lichtjahren von der Erde entfernt befinden, „anhören“. Die Daten wurden vom Chandra-Röntgenobservatorium der NASA, dem Hubble-Weltraumteleskop und dem Spitzer-Weltraumteleskop gesammelt – von denen jedes durch ein anderes Musikinstrument repräsentiert wird.
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Was ist Datensonifikation?
Datensonifikation bezieht sich auf die Verwendung von Tonwerten, um reale Daten darzustellen. Einfach ausgedrückt ist es die auditive Version der Datenvisualisierung. Im jüngsten Chandra-Projekt der NASA beispielsweise werden Daten mithilfe einer Reihe von Musiknoten dargestellt. Mit diesem Datensonifikationsprojekt können Benutzer nun verschiedene Phänomene, die in astronomischen Bildern festgehalten wurden, als Hörerlebnis erleben. Die Geburt eines Sterns, einer Staubwolke oder sogar eines Schwarzen Lochs kann jetzt als hoher oder tiefer Ton „gehört“ werden.
Wie hat die NASA astronomische Bilder in Ton übersetzt?
Die weit entfernten Teleskope der NASA im Weltraum sammeln von Natur aus digitale Daten in Form von Einsen und Nullen, bevor sie in Bilder umgewandelt werden. Die Bilder sind im Wesentlichen visuelle Darstellungen von Licht und Strahlung verschiedener Wellenlängen im Raum, die für das menschliche Auge nicht sichtbar sind.
Das Chandra-Projekt hat eine Art himmlisches Konzert geschaffen, indem es dieselben Daten in Klang übersetzt. Tonhöhe und Lautstärke werden verwendet, um die Helligkeit und Position eines Himmelsobjekts oder -phänomens anzugeben. Bisher haben die Astronomen hinter Project Chandra drei Beispiele veröffentlicht, die mit Daten erstellt wurden, die von einigen der charakteristischsten Merkmale am Himmel gesammelt wurden – dem Galaktischen Zentrum, Cassiopeia A und dem Pillars of Creation Nebula.
Das Galaktische Zentrum
Das erste Beispiel ist das des Galaktischen Zentrums, das das Rotationszentrum der Milchstraße ist. Es umfasst eine Sammlung von Himmelsobjekten – Neutronen- und Weiße Zwergsterne, Staub- und Gaswolken und vor allem ein supermassives Schwarzes Loch namens Sagittarius A*, das vier Millionen Mal die Masse der Sonne wiegt.
Basierend auf Daten, die vom Chandra-Röntgenobservatorium und den Weltraumteleskopen Hubble und Spitzer gesammelt wurden, wird ein Bild mit Röntgen-, sichtbarem und Infrarotlicht gerendert, bevor es in Ton übersetzt wird. Die Translation beginnt auf der linken Seite des Bildes und bewegt sich dann nach rechts. Sterne und andere kompakte Quellen werden durch einzelne kurze Töne dargestellt, während ein längerer Brummton verwendet wird, um Gas- und Staubwolken anzuzeigen. All dies baut sich zu einem Crescendo auf, das sich um den hellen Bereich rechts unten im Bild herum abspielt, in dem sich Schütze A* befindet.
Cassiopeia A
Cassiopeia A liegt etwa 11.000 Lichtjahre von der Erde entfernt im nördlichen Sternbild Cassiopeia und ist laut NASA einer der bekanntesten Überreste eines einst massiven Sterns, der vor etwa 325 Jahren durch eine Supernova-Explosion zerstört wurde. Das Bild zeigt den Supernova-Überrest als Kugel aus verschiedenfarbigen Filamenten. Jede Farbe steht für ein bestimmtes Element – Rot steht für Silizium, Gelb für Schwefel, Violett steht für Eisen und Grün für Kalzium. Jedem dieser Filamente ist außerdem ein eigener einzigartiger Klang zugeordnet.
Anders als bei der Sonifikation des Galaktischen Zentrums, wo die Übersetzung von links nach rechts abgespielt wird, bewegen sich hier die Klänge vom Zentrum der kreisförmigen Struktur nach außen.
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Die Säulen der Schöpfung
Die ikonischen Säulen der Schöpfung befinden sich im Zentrum des Adlernebels, der auch als Messier 16 bekannt ist. Das Hubble-Sternteleskop wurde für Bilder der himmlischen Struktur verwendet, die aus dünnen Türmen aus kosmischem Staub und Gas besteht. Auch hier werden Elemente mit unterschiedlichen Farben dargestellt – Blau für Sauerstoff, Rot für Schwefel und Grün für Stickstoff und Wasserstoff.
Wie beim Galaktischen Zentrum spielt auch diese Klangübersetzung von links nach rechts. Das Geräusch hat jedoch eine unheimliche Wirkung, mit scharfen Pfeifen, die Sterne darstellen, und leisem Heulen, das auf das Vorhandensein von Gaswolken hinweist. Ein Benutzer habe die Möglichkeit, alle drei Bilder gleichzeitig als Ensemble anzuhören, wobei jedes Teleskop ein anderes Instrument spielt, oder einzeln als Solo, erklärte die NASA in einem kürzlich veröffentlichten Blog-Beitrag.
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Warum ist dieses Sonifikationsprojekt sinnvoll?
Das Sonifikationsprojekt wurde vom Chandra X-ray Center in Zusammenarbeit mit dem Universe of Learning Program (UoL) der NASA geleitet, das darauf abzielt, wissenschaftliche Inhalte der NASA für Lernende jeden Alters effektiv und effizient in die Lernumgebung zu integrieren. Im Laufe der Jahre hat die NASA daran gearbeitet, Daten über den Weltraum einem größeren Publikum zugänglich zu machen. Laut einer vom Team Chandra veröffentlichten Erklärung ermöglichen Sonifikationsprojekte wie dieses Publikum – einschließlich sehbehinderter Gemeinschaften –, Raum durch Daten zu erfahren.