Caribbean's Whistling Rossby Wormhole Baffles Wetenschappers, Serenades-satellieten

Misschien heb je het nieuws gezien: de Caribische Zee straalt een onaards geluid uit dat vanuit de ruimte te horen is. Dus waarom hoor je dit geluid niet, vanuit je positie aanzienlijk dichter bij het Caribisch gebied dan een satelliet in een baan om de aarde? Luister je niet hard genoeg? Wordt het overstemd door het witte geluid van welk stadsbeeld je in of nabij woont?

De waarheid is, net als veel andere wetenschappelijke verhalen, dat het verhaal van de Rossby-fluit niet zo eenvoudig is. Kijk, het Caribisch gebied maakt eigenlijk geen geluid, omdat geluid typisch verwijst naar trillingen van golflengten die te horen zijn. De oceaan trilt, maar met een frequentie die een aantal octaven lager is dan het auditieve bereik. De trillingen worden gemeten als zwaartekrachtenergie door satellieten in de baan van de aarde. En om te zeggen dat ze vanuit de ruimte te horen zijn, is slechts metaforisch waar. Het is analoog aan het zeggen dat we 1,3 miljard lichtjaren verwijderd zwartbotsingen kunnen "horen"; het heeft meer te maken met de gevoeligheid van het instrument dan de grootte van het signaal.

Maar dat betekent niet dat wat er in het Caribisch gebied gebeurt niet extreem uniek en cool is; wetenschappers hebben nog nooit zoiets gezien. De onderzoekers van de Universiteit van Liverpool hebben deze week de bevindingen gepubliceerd in Geophysical Research Letters. Dit is wat er aan de hand is: er is een speciaal soort golf, een Rossby-golf die over de zeeën van de planeet reist. Het heeft een ander karakter dan gewone oceaangolven en je kunt het niet observeren zonder speciale instrumenten. Rossby-golven hebben een korte golfhoogte (meestal enkele centimeters en enkele voet) en een zeer lange periode - het duurt 120 dagen om door het Caribisch gebied te reizen om maar een keer door te fietsen.

Dit is het rare deel: wanneer de Rossby het Caribische bekken raakt - verdwijnt het, maar verschijnt het weer aan de andere kant van het bekken. Stel je voor dat regelmatige zeegolven plotseling stopten en het water vlak werd, maar toen, een beetje verder, waren er weer golven precies alsof de golven nooit waren gestopt. Dat is eigenlijk hoe dit eruit ziet, en het is zo'n vreemd fenomeen dat wetenschappers het het "wormgat van Rossby" hebben genoemd.

Het punt is dat de golfenergie niet weggaat, het is gewoon een tijdje aan de oppervlakte niet zichtbaar. In plaats daarvan wordt de energie diep in het bassin overgebracht, waar het samenwerkt met de zeebodem, waarbij compressiegolven worden gevormd die verband houden met de veranderende bodemdruk. Het is deze interactie die de pulserende vibraties produceert die in de ruimte worden waargenomen. De satellieten meten een ritmische verandering in zwaartekrachtenergie, die gerelateerd is aan de veranderende massa van het bassin terwijl de golf voortgaat.

Hier is nog een reden voor de analogie met geluid: de interactie tussen het bassin en het water dat er doorheen stroomt, heeft dezelfde fysieke dynamiek als een fluitje. Stel je voor dat je adem de Rossby-golf is, en het Caribische bekken is de kamer van een fluit. De vloeistof buitelt door de holte en het vrijkomen van trillingen is het gevolg. Je oren zijn in dit geval de satellieten die de opgewonden golven van energie waarnemen.

Je hoort geluid bij trillingsfrequenties tussen 20 en 20.000 cycli per seconde (hertz). Deze Rossby-vibratie cycli slechts eenmaal per 120 dagen. Dat is ongeveer 0,000000096 Hertz. Het is dus niet echt geluid, maar als je het digitaal versnelt, zoals je stem vaak in een Chipmunks-stem verandert, kun je het horen.