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火星上的音速很不一样不仅仅是温度的差别

发布单位台北市立天文科学教育馆

科学家已经确认了火星上的音速他们使用毅力号探测器上的设备来研究火星的大气层这可能会对未来前往火星的太空人产生一些奇怪的影响声音的速度并不是一个不变的常数它取决于介质的密度及温度介质密度越大温度越高声速就越快举个例子在地球的大气层中1大气压下20℃的空气传播速度约为343米/秒在水中则为1480米/秒在钢铁中则为5100米/秒

火星的大气层比地球要稀薄得多密度约为地球的60分之一此外行星的边界层即地表上方的大气层增加了更多复杂的特性白天地表变暖会产生上升气流形成强烈的湍流这与地球上的天气状况可能具一致性因此原先推定在火星地表上所测得的声速虽速度较地球为慢但仍应为大致相同的定值

研究团队使用雷射光击打岩石和土壤样本时产生的声压波动可以透过SuperCam的麦克风记录下来研究团队在距离火星地表2.1米处测量了雷射发射和声音抵达麦克风的时间以测量在火星地表的音速因此给定的波长所产生的回声都会被沿着这条路径的温度风速所影响这一结果证实了此预测火星在地表附近的音速为240米/秒

二氧化碳在低压环境下的特性其分子的振动模式并没有足够的时间放松回到它们的原始状态最终导致高频的声音传播速度会比低频的声音每秒快10意即高音的声音比低音的声音更早抵达听者的耳朵不过考量到任何前往火星的太空人都必须穿着附带通讯设备的加压太空服或加压居住舱内这可能不会马上造成什么问题但对于科幻作家而言似乎是一个可以尝试的有趣概念

研究团队计划继续使用该设备持续观察日常和季节的变化会如何影响火星上的声速并将声波温度读数与其它仪器进行比对试图找出较大的波动目前该研究已于大学太空研究学会网站上公布编译/台北天文馆技佐许晋翊

资料来源Science Alert