Des scientifiques et des musiciens ont créé des sonifications d’images et de données du télescope spatial James Webb de la NASA. Crédit : NASA
De nouvelles pistes combinent science et art, améliorant les expériences des communautés aveugles et malvoyantes
Une équipe d’experts, comprenant des scientifiques et des musiciens, a créé une nouvelle façon d’explorer les images et les données de
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” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>James Webb Space Telescope. The first two tracks map the prismatic landscapes of the Cosmic Cliffs in the Carina Nebula as well as two views of the Southern Ring Nebula. A third track plays the notes of a transmission spectrum, which graphs the atmospheric characteristics of hot gas giant <span class="glossaryLink" aria-describedby="tt" data-cmtooltip="
” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>exoplanet WASP-96 b. All of them allow listeners to pick out key features and experience the data in a new way.
Using sound to explore some of the first full-color infrared images and data from NASA’s James Webb Space Telescope. Credit: NASA
NASA Webb’s First Full-Color Images, Data Are Set to Sound
NASA offers a unique, immersive way to explore some of the first full-color infrared images and data from the James Webb Space Telescope – through sound. Listeners can enter the intricate soundscape of the Cosmic Cliffs in the Carina Nebula, explore the contrasting tones of two images that depict the Southern Ring Nebula, and identify the individual data points in a transmission spectrum of WASP-96 b, a hot gas giant exoplanet.
“Music taps into our emotional centers,” said Matt Russo, a musician and physics professor at the University of Toronto. “Our goal is to make Webb’s images and data understandable through sound – helping listeners create their own mental images.”
A team of scientists, musicians, and a member of the blind and visually impaired community worked to adapt Webb’s data, with support from the Webb mission and NASA’s Universe of Learning.
Webb’s Cosmic Cliffs Sonification
Crédit : Image : NASA, ESA, ASC et STScI ; Production d’accessibilité : NASA, ESA, CSA, STScI et Kimberly Arcand (CXC/SAO), Matt Russo et Andrew Santaguida (SYSTEM Sounds), Quyen Hart (STScI), Claire Blome (STScI) et Christine Malec (consultante).
Des experts ont cartographié une image proche infrarouge des falaises cosmiques de la nébuleuse Carina, capturée par le télescope Webb de la NASA, sur une symphonie de sons. Les musiciens ont attribué des notes uniques aux régions semi-transparentes et vaporeuses et aux zones très denses de gaz et de poussière dans la nébuleuse, ce qui a donné lieu à un paysage sonore bourdonnant.
La sonification scanne l’image de gauche à droite. Vibrante et pleine, la bande-son représente le détail de cette gigantesque cavité gazeuse aux allures de chaîne de montagnes. Le gaz et la poussière dans la moitié supérieure de l’image sont représentés dans des teintes bleues et des sons venteux de type drone. La moitié inférieure de l’image, représentée dans des tons rougeâtres d’orange et de rouge, a une composition plus claire et plus mélodique.
Une lumière plus vive dans l’image se traduit par un son plus fort. La position verticale de la lumière dicte également la fréquence du son. Par exemple, une lumière vive près du haut de l’image semble forte et aiguë, mais une lumière vive près du milieu est forte et plus grave. Les zones plus sombres et assombries par la poussière qui apparaissent plus bas dans l’image sont représentées par des fréquences plus basses et des notes plus claires et non déformées.
Sonification de la nébuleuse de l’anneau sud de Webb
Crédit : NASA, ESA, ASC et STScI ; Production d’accessibilité : NASA, ESA, CSA, STScI et Kimberly Arcand (CXC/SAO), Matt Russo et Andrew Santaguida (SYSTEM Sounds), Quyen Hart (STScI), Claire Blome (STScI) et Christine Malec (consultante).
Le télescope Webb de la NASA a découvert deux vues de la nébuleuse de l’anneau sud et chacune a été adaptée au son. Celle de gauche (NIRCam) est en lumière proche infrarouge et celle de droite (MIRI) est en lumière infrarouge moyen.
Dans cette sonification, les couleurs des images ont été mappées sur des hauteurs de son – des fréquences de lumière traduites directement en fréquences de son. La lumière proche infrarouge est représentée par une gamme de fréquences plus élevée au début de la piste. À mi-parcours, les notes changent, devenant globalement plus basses pour refléter que l’infrarouge moyen comprend des longueurs d’onde de lumière plus longues.
Écoutez attentivement à 15 secondes et 44 secondes. Ces notes s’alignent sur les centres des images infrarouges proches et moyennes, où les étoiles au centre de “l’action” apparaissent. Dans l’image proche infrarouge qui commence la piste, une seule étoile est clairement entendue, avec un bruit plus fort. Dans la seconde moitié du morceau, les auditeurs entendront une note grave juste avant une note plus aiguë, ce qui indique que deux étoiles ont été détectées dans l’infrarouge moyen. La note inférieure représente l’étoile la plus rouge qui a créé cette nébuleuse, et la seconde est l’étoile qui apparaît plus brillante et plus grande.
Sonification de l’exoplanète WASP-96 b de Webb
Crédit : Image : NASA, ESA, ASC et STScI ; Production d’accessibilité : NASA, ESA, CSA, STScI et Kimberly Arcand (CXC/SAO), Matt Russo et Andrew Santaguida (SYSTEM Sounds), Quyen Hart (STScI), Claire Blome (STScI) et Christine Malec (consultante).
Le télescope Webb de la NASA a observé les caractéristiques atmosphériques du exoplanète géante à gaz chaud WASP-96 b – qui contient des signatures claires de l’eau. Les points de données individuels du spectre de transmission résultant ont été traduits en son.
La sonification balaye le spectre de gauche à droite. De bas en haut, l’axe y va de moins à plus de lumière bloquée. L’axe des abscisses va de 0,6 micron à gauche à 2,8 microns à droite. Les hauteurs de chaque point de données correspondent aux fréquences de la lumière que chaque point représente. Les longueurs d’onde plus longues de la lumière ont des fréquences plus basses et sont entendues comme des tonalités plus basses. Le volume indique la quantité de lumière détectée dans chaque point de données.
Le son des gouttelettes d’eau qui tombent est utilisé pour représenter les quatre signatures de l’eau. Ces sons simplifient les données – l’eau est détectée comme une signature qui a plusieurs points de données. Les sons s’alignent uniquement sur les points les plus élevés des données.
Mappage des données au son
Bien que ces pistes audio prennent en charge les auditeurs aveugles et malvoyants en premier lieu, elles sont conçues pour être captivantes pour tous ceux qui se connectent. « Ces compositions offrent une manière différente de découvrir les informations détaillées des premières données de Webb. Semblable à la façon dont les descriptions écrites sont des traductions uniques d’images visuelles, les sonifications traduisent également les images visuelles en codant des informations, telles que la couleur, la luminosité, l’emplacement des étoiles ou les signatures d’absorption d’eau, sous forme de sons », a déclaré Quyen Hart, scientifique principal en éducation et en sensibilisation à le Space Telescope Science Institute à Baltimore, Maryland. “Nos équipes s’engagent pour que l’astronomie soit accessible à tous.”
“Une découverte importante a été faite par des personnes voyantes. Ils ont indiqué que l’expérience les avait aidés à comprendre comment les personnes aveugles ou malvoyantes accèdent différemment aux informations. »
Ce projet a des parallèles avec « l’effet trottoir », une exigence d’accessibilité qui prend en charge un large éventail de piétons. “Lorsque les trottoirs sont coupés, ils profitent d’abord aux personnes qui utilisent des fauteuils roulants, mais aussi aux personnes qui marchent avec une canne et aux parents qui poussent des poussettes”, a expliqué Kimberly Arcand, scientifique en visualisation au Chandra X-ray Center à Cambridge, Massachusetts, qui a dirigé le projet initial de sonification des données pour la NASA et travaille maintenant dessus pour le compte de l’univers de l’apprentissage de la NASA. “Nous espérons que ces sonifications atteindront un public tout aussi large.”
Les résultats préliminaires d’une enquête menée par Arcand ont montré que les personnes aveugles ou malvoyantes et les personnes voyantes ont toutes déclaré avoir appris quelque chose sur les images astronomiques en écoutant. Les participants ont également partagé que les expériences auditives résonnaient profondément en eux. « Les réactions des répondants variaient – de l’émerveillement à la nervosité », a poursuivi Arcand. “Une découverte importante a été faite par des personnes voyantes. Ils ont indiqué que l’expérience les avait aidés à comprendre comment les personnes aveugles ou malvoyantes accèdent différemment aux informations. »
Il convient de noter que ces pistes ne sont pas de véritables sons enregistrés dans l’espace. Au lieu de cela, Russo et son collaborateur, le musicien Andrew Santaguida, ont mappé les données de Webb sur le son, composant soigneusement la musique pour représenter avec précision les détails sur lesquels l’équipe aimerait que les auditeurs se concentrent. D’une certaine manière, ces sonifications peuvent être considérées comme de la danse moderne ou de la peinture abstraite – elles convertissent les images et les données de Webb en un nouveau médium pour engager et inspirer les auditeurs.
Christine Malec, membre de la communauté des aveugles et des malvoyants qui soutient également ce projet, a déclaré qu’elle expérimente les pistes audio avec plusieurs sens. “Quand j’ai entendu une sonification pour la première fois, cela m’a frappé d’une manière viscérale et émotionnelle que j’imagine que les personnes voyantes ressentent lorsqu’elles regardent le ciel nocturne.”
Il y a d’autres avantages profonds à ces adaptations. “Je veux comprendre chaque nuance de son et chaque choix d’instrument, car c’est principalement ainsi que je ressens l’image ou les données”, a poursuivi Malec. Dans l’ensemble, l’équipe espère que les sonifications des données de Webb aideront davantage d’auditeurs à ressentir une connexion plus forte avec l’univers – et inspireront tout le monde à suivre les découvertes astronomiques à venir de l’observatoire.
En tant que premier observatoire scientifique spatial au monde, le télescope spatial James Webb résoudra les mystères de notre système solaire, regardera au-delà des mondes lointains autour d’autres étoiles et sondera les structures et les origines mystérieuses de notre univers et notre place dans celui-ci. Webb est un programme international mené par la NASA avec ses partenaires, l’ESA (Agence spatiale européenne) et l’ASC (Agence spatiale canadienne).
Ces sonifications sont le fruit d’une collaboration entre le télescope spatial James Webb et le programme Universe of Learning de la NASA. Le Chandra X-ray Center (CXC) dirige la sonification des données en tant que partenaire Universe of Learning de la NASA. Des experts scientifiques affiliés à la mission Webb apportent leur expertise sur les observations, les données et les cibles Webb.
L’univers d’apprentissage de la NASA fait partie du programme d’activation scientifique de la NASA, de la direction des missions scientifiques au siège de la NASA. Le programme d’activation scientifique met en relation des experts scientifiques de la NASA, du contenu et des expériences réels, et des dirigeants communautaires d’une manière qui active les esprits et favorise une compréhension plus profonde de notre monde et au-delà. Utilisant son lien direct avec la science et les experts derrière la science, l’univers de l’apprentissage de la NASA fournit des ressources et des expériences qui permettent aux jeunes, aux familles et aux apprenants tout au long de la vie d’explorer des questions fondamentales en science, de découvrir comment la science est faite et de découvrir l’univers par eux-mêmes. .
Le matériel Universe of Learning de la NASA est basé sur des travaux soutenus par la NASA dans le cadre de l’accord de coopération numéro NNX16AC65A avec le Space Telescope Science Institute, en partenariat avec Caltech / IPAC, Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian et Jet Propulsion Laboratory.
