p Depois de séculos olhando com admiração e admiração pela beleza de Saturno e seus anéis, agora podemos ouvi-los, graças aos esforços dos astrofísicos da Universidade de Toronto (U of T). p "Para comemorar o Grande Final da missão Cassini da NASA no próximo mês, convertemos as luas e anéis de Saturno em duas peças musicais, "diz o astrofísico Matt Russo, um pesquisador de pós-doutorado no Instituto Canadense de Astrofísica Teórica (CITA) na Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de T.

p A conversão para música é possibilitada por ressonâncias orbitais, que ocorrem quando dois objetos executam diferentes números de órbitas completas ao mesmo tempo, para que continuem voltando à configuração inicial. Os puxões gravitacionais rítmicos entre eles os mantêm presos em um padrão repetitivo que também pode ser convertido diretamente em harmonia musical.

p "Onde quer que haja ressonância, há música, e nenhum outro lugar no sistema solar está mais cheio de ressonâncias do que Saturno, "diz Russo.

p A espaçonave Cassini vem coletando dados enquanto orbita Saturno desde sua chegada em 2004 e agora está no meio de uma espiral mortal final. Ele mergulhará no próprio planeta em 15 de setembro para evitar a contaminação de qualquer uma de suas luas.

p Russo foi acompanhado pelo astrofísico Dan Tamayo, um pesquisador de pós-doutorado no CITA e no Centro de Ciências Planetárias da U of T Scarborough, e juntos eles eram capazes de tocar música com um instrumento medindo mais de um milhão de quilômetros de comprimento. As notas musicais e os ritmos vêm do movimento orbital das luas de Saturno junto com as órbitas dos trilhões de pequenas partículas que constituem o sistema de anéis.

p "Os magníficos anéis de Saturno atuam como uma caixa de ressonância que lança ondas em locais que se harmonizam com as muitas luas do planeta, e alguns pares de luas estão travados em ressonâncias, "diz Tamayo.

p Música das luas e anéis

p Para a primeira peça que segue o mergulho final da Cassini, os pesquisadores aumentaram as frequências orbitais naturais das seis grandes luas internas de Saturno em 27 oitavas para chegar às notas musicais. "O que você ouve são as freqüências reais das luas, A equipe então usou uma simulação numérica de última geração do sistema lunar desenvolvido por Tamayo para tocar as notas resultantes cada vez que uma lua completa uma órbita.

p O sistema lunar tem duas ressonâncias orbitais que dão estrutura rítmica e harmônica à melodia, de outra forma instável, no estilo canção de ninar. A primeira e a terceira luas, Mimas e Tétis, estão travadas em uma ressonância 2:1, de modo que Mimas orbita duas vezes para cada órbita de Tétis. A mesma relação liga as órbitas da segunda e quarta luas Enceledus e Dione, e a combinação dos dois ritmos simples cria padrões musicais interessantes à medida que entram e saem da sincronicidade.

p "Já que dobrar a frequência de uma nota produz a mesma nota uma oitava acima, as quatro luas internas produzem apenas duas notas diferentes perto de uma quinta perfeita à parte, "diz Russo, que também é graduado pelo programa de desempenho de Jazz da U of T. "A quinta lua Rhea completa um acorde principal que é perturbado pela entrada sinistra da maior lua de Saturno, Titã."

p Russo e Tamayo se juntam ao projeto pelo músico de Toronto, e companheiro de banda de longa data de Matt, Andrew Santaguida. "Dan entende as ressonâncias orbitais tão profundamente quanto qualquer pessoa e Andrew é um mago da produção musical. Meu trabalho é conectar esses dois mundos."

p Titan realmente dá à sonda Cassini o empurrão final que a envia para a morte no coração de Saturno. A música segue o vôo final da Cassini sobre o sistema de anéis, convertendo as frequências orbitais constantemente crescentes dos anéis em um tom crescente dramático; o volume do tom aumenta e diminui junto com as faixas claras e escuras observadas dos anéis. A morte de Cassini ao colidir com Saturno é ouvida como a batida final de um acorde de piano final, que foi inspirado em "A Day in the Life" dos Beatles, em que um acorde maior rico segue um crescendo tenso semelhante.

p Além da trilha sonora, Russo teve uma grande escultura em madeira feita de anéis de Saturno para que as pessoas possam acompanhar com a ponta dos dedos enquanto ouvem. A escultura fará parte de uma exibição de astronomia de áudio tátil no evento de arrecadação de fundos do Instituto Nacional Canadense para os Passos da Noite para Cegos para deficientes visuais em Toronto em 15 de setembro, no mesmo dia, a missão Cassini está programada para terminar.

p Ressonâncias de Janus traduzidas em música

p A segunda peça demonstra as escalas tocadas por Janus e Epimetheus, duas pequenas luas irregulares que compartilham uma órbita fora do sistema de anéis principal de Saturno. Juntos, eles são um exemplo de ressonância 1:1, o único no sistema solar. O par orbita a distâncias ligeiramente diferentes de Saturno, mas com uma diferença tão insignificante que eles trocam de lugar a cada quatro anos. A composição simula os últimos meses da missão da Cassini, enquanto Jano está se aproximando de Epimeteu antes de roubar seu lugar em 2018. Juntos, as duas luas tocam um drone uníssono, mas com um ritmo em constante mudança que se repete a cada oito anos.
Russo tocou uma nota C # em sua guitarra uma vez para cada órbita, enquanto um violoncelo sustenta uma nota para cada ressonância dentro dos anéis.

p "Cada anel é como uma corda circular, sendo continuamente curvado por Janus e Epimetheus enquanto eles perseguem um ao outro em torno de sua órbita compartilhada, "diz Russo. A Cassini recentemente capturou a imagem de uma das ondulações que isso cria dentro dos anéis. Para transformar isso em música, Russo e Santaguida usaram as variações de brilho desta imagem para controlar a intensidade do violoncelo.

p "As luas dançantes de Saturno agora têm uma trilha sonora, "diz Russo.

p Russo, Tamayo e Santaguida são o mesmo grupo que converteu o sistema planetário TRAPPIST-1 recentemente descoberto em música há alguns meses. Eles apelidaram seu projeto paralelo astronômico de SYSTEM Sounds e esperam continuar explorando o universo em busca de outras evidências de ressonância harmônica que ocorre naturalmente.