La storia dell’astronoma Wanda Diaz Merced che ha dato un suono alle immagini per poterle vedere

Immaginatevi di essere una ragazza entusiasta della scienza che ama guardare il cielo stellato dell’isola di Puerto Rico, dove è nata e dove vive, mentre sogna di diventare un’astronoma. Sa che non sarà facile e che ce la dovrà mettere tutta. Quello che non sa, ma scoprirà presto, è che una incurabile maculopatia le toglierà gradualmente la vista fino a renderla completamente cieca. Come può sognare di intraprendere una carriera nell’astronomia senza poter vedere le immagini prodotte dai telescopi? Wanda Diaz Merced teme che i suoi sogni le stiano scappando di mano ma non molla.

Pur con grandi difficoltà studia fisica all’Università di Puerto Rico e, nel 2005, fa domanda per partecipare ad un stage della NASA rivolto a persone con disabilità. L’Agenzia spaziale americana vuole esplorare modi di rendere le ricerche astronomiche più inclusive trasformando le immagini in qualcosa di fruibile anche dalle persone che non possono vederle. Così Wanda inizia un percorso volto a “sonificare” le immagini, cercando di tradurre in suono il contenuto delle immagini astronomiche.

La musica delle sfere

Attenzione che non stiamo parlando di musica delle sfere, un’idea antichissima che propone di interpretare in ambito musicale i moti ritmici dei pianeti. Forse era un passatempo di Pitagora, ma certamente vi si applicò Keplero che scrisse un trattato intitolato Harmonices Mundi dove fa corrispondere un ogni pianeta un solido geometrico e una armonia musicale. Se volete avere un’idea del procedimento consiglio questo bel video che mostra come ogni pianeta venga descritto da una sequenza di note con durata proporzionale all’orbita del pianeta:

Si passa gradualmente dai più lontani, più lenti e con i suoni più gravi (Saturno e Giove) ai pianeti più vicini, più veloci con i suoni più acuti.

A ogni stella la sua musica

Keplero voleva fare apprezzare l’armonia del creato, ma la sua idea è un bell’esempio di sonificazione del sistema solare.  Il processo si applica facilmente a tutti i fenomeni periodici perché le periodicità si trasformano immediatamente in frequenze sonore. I radioastronomi hanno provato a collegare un altoparlante ai loro strumenti per trasformare in suono le pulsazioni ritmiche delle stelle di neutroni. Si tratta di cadaveri di stelle che ruotano velocissimamente intorno al loro asse e producono emissioni radio grazie ad un processo simile a quello dei fari costieri che, nei tempi prima de GPS, guidavano i marinai.

Ogni stella di neutroni ha un suo periodo di rotazione e quindi canta la sua musica.

La stella pulsante all’interno della Nebulosa del Granchio ha un periodo di 33 msec, quindi compie circa 33 rotazioni in un secondo. La sua musica è questa:

Quella nella costellazione delle Vele ruota ogni 89 msec, quindi fa 11 rotazioni al secondo e sembra un motore diesel:

Rendere tangibili fenomeni sfuggenti

La sonificazione aiuta a rendere tangibili altri sfuggenti fenomeni astronomici. Quando i miei colleghi che si occupato di rivelazione di onde gravitazionali devono spiegare che tipo di segnale misurano quando due buchi neri, che orbitano uno intorno all’altro in un sistema binario, si avvicinano sempre più fino a compenetrarsi, si aiutano con un rendering sonoro. Si chiama chirp ed è un suono che aumenta di intensità mentre diventa più acuto, il tutto in pochi decimi di secondo, perché i buchi neri sono terribilmente frettolosi. Qui la sonificazione di due rivelazioni di onde gravitazionali con due tonalità diverse. Si tratta di esperimenti interessanti applicati in ambito molto specifico perché sonificano un evento ondulatorio.

E le immagini?

È possibile generalizzare la tecnica applicandola alle immagini? La procedura è ovviamente più complicata e ha portato Wanda al dottorato in Computer Science all’Università di Glasgow nel 2013. Grazie al suo lavoro, l’interesse nel rendere più inclusiva l’astronomia è cresciuto e la NASA ha adesso una vasta scelta di immagine astronomiche sonificate. Per esempio la nebulosa del Granchio vista dal telescopio per raggi X Chandra

O la sonificazione dell’immagine della supernova 1987a ripresa dallo Hubble Space Telescope.

Si chiama scherzosamente “collana di perle” ed è il risultato dell’interazione dell’onda d’urto prodotta dall’esplosione della stella (avvenuta nel 1987) con un anello di materia che la stella morente aveva espulso in precedenza.

Una grande ed inclusiva avventura scientifica

Dimostrando di avere splendidamente superato le limitazioni causate dalla sua menomazione, Wanda ha lavorato in Giappone e in SudAfrica. Nel 2016 è stata invitata a partecipare alla conferenza Frontiers alla Casa Bianca. Ha collaborato con l’Università di Harvard e con l’Unione Astronomica Internazionale e ora si trasferirà all’osservatorio di onde gravitazionali Virgo, nei dintorni di Pisa.  Mentre è certamente vero che le onde gravitazioni ci hanno insegnato a sentire l’universo, non ho dubbi che le tecniche di sonificazione sviluppate da Wanda aiuteranno il pubblico a sentirsi parte di una grande ed inclusiva avventura scientifica.

Invitata dal Presidente Obama, nel 2016 Wanda parla alla Casa Bianca nell’ambito della conferenza Frontiers. Il titolo del suo intervento Making Space Exploration Accessible to All

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