Presentación ‘El cante de las estrellas’

¿Porqué la sonificacion?

Enmarcada dentro de la astrofísica, la astrosismología, que significa terremotos estelares, tiene como objetivo extraer información directa de parámetros físicos del interior de las estrellas mediante el estudio de sus vibraciones superficiales. De hecho, una estrella pulsante vibra como lo haría una caja de resonancia de cualquier instrumento musical. En el caso de los instrumentos musicales, podemos determinar las características del mismo escuchando su música. En el caso de una estrella pulsante lo haremos midiendo la variación de su brillo en el tiempo, lo que llamamos su curva de luz.

Obteniendo de esta curva las frecuencias y sus correspondientes amplitudes, que reflejan los modos de pulsación, “los terremotos estelares”, podemos deducir varias propiedades de la estrella, como su masa, su densidad media o su tamaño. Las técnicas de análisis de las curvas de luz son análogas a las del análisis del sonido. Durante las últimas décadas, se han descubierto más y más clases de estrellas pulsantes, gracias a los datos ultraprecisos de las misiones espaciales: actualmente parece que todas las estrellas tienen el potencial de ser pulsantes. Eso convierte a la astrosismología en la técnica más potente para estudiar estrellas.

Sin embargo, en el actual estado del arte, la interpretación de los datos y el entendimiento de la física subyacente va muy por detrás de la gran cantidad de datos e información que poseemos.

Este proyecto tiene como objetivo representar los datos mediante sonifi cación para tratar de desentrañar sus misterios. La sonificación es la transformación de cualquier tipo de dato en forma de sonido. La percepción psicoacústica de una señal transformada en sonido es muy diferente a la de la misma señal mostrada como una va riación visual. Eso se debe a que el oído puede apreciar de manera muy eficaz y precisa un amplio abanico de cualidades como el tono, timbre, ataque y caída. De este modo, la sonificación de algunas representaciones gráficas de datos, además de tener aplicación para la difusión de cultura científica y astrofísica y de ser una herramienta para la ciencia accesible, puede aportar una perspectiva original en el estudio de la física de las estrellas pulsantes.

Para ello, la colaboración ciudadana es de suma importancia, dada la cantidad de datos de que disponemos y la capacidad del oído humano para analizar en tiempo real el sonido.

Objetivos científicos Unas estrellas pulsantes especialmente difíciles de analizar son las de tipo Delta Scuti (δ Sct). Estas estrellas tienen una masa de entre 1.2 y 2.5 masas solares, y constituyen un laboratorio ideal para estudiar distintos fenómenos de física estelar, ya que su estructura interna se encuentra en una región de transición entre las estrellas de tipo solar, caracterizadas por una gruesa capa exterior convectiva y un núcleo radiactivo, y las estrellas masivas, que poseen un núcleo convectivo y una capa externa radiativa.

En los últimos años, el estudio de patrones en las frecuencias de pulsación de estas estrellas ha guiado el avance en la comprensión de su complejo comportamiento oscilatorio. Este estudio ha sido liderado por los coordinadores y asesores científicos de este proyecto (ver, por ejemplo, García Hernández et al., 2009, 2015; y de Franciscis et al., 2018 , 2019). En particular, uno de estos patrones, la gran separación en frecuencia entre ciertos modos de oscilación (del mismo grado
esférico) permite obtener propiedades estelares básicas, como la densidad media. Sin embargo, la detección de esta gran separación supone un reto, debido a que su regularidad se ve afectada tanto por factores intrínsecos, como su rotación o estadio evolutivo, como extrínsecos, como la calidad de los datos. Nuestro proyecto, mediante un proceso de caracterización y clasificación de datos procedentes de una muestra de estrellas δ Sct representados en forma de sonido (sonificados), aportaría una nueva perspectiva completamente original al estudio de la gran separación de estas aportaría una nueva perspectiva completamente original al estudio de la gran separación de estas estrellas.

El parámetro de gran separación, Δn, es un i

El parámetro de gran separación, Δn, es un intervalo de frecuencia que separa de manera ntervalo de frecuencia que separa de manera equiespaciada todas las frecuencias correspondientes a modos de oscilaciones con el mismo grado equiespaciada todas las frecuencias correspondientes a modos de oscilaciones con el mismo grado esférico. Pretendemos sonificar la representación gráfica del diagramaesférico. Pretendemos sonificar la representación gráfica del diagrama de échelle, que muestra una de échelle, que muestra una frecuencia f (ejefrecuencia f (eje y) en función de la parte entera de la división f/Δn, i.e., la función módulo: f mod y) en función de la parte entera de la división f/Δn, i.e., la función módulo: f mod Δn (eje x). Al transformar los valores del eje x en frecuencias del espectro audible escucharemos en Δn (eje x). Al transformar los valores del eje x en frecuencias del espectro audible escucharemos en el diagrama de échelle dos posibles escenarios: unas pocas notas distel diagrama de échelle dos posibles escenarios: unas pocas notas distintas, o bien muchas notas intas, o bien muchas notas distribuidas de forma aleatoria. Para cada valor de Δn elegido se escucharía una música distinta. El distribuidas de forma aleatoria. Para cada valor de Δn elegido se escucharía una música distinta. El objetivo sería identificar el valor de gran separación Δn característico, si lo hay, esto es, aquél para objetivo sería identificar el valor de gran separación Δn característico, si lo hay, esto es, aquél para el que más se escucharael que más se escuchara una música agradable y constituida por pocas notas.una música agradable y constituida por pocas notas.

Objetivos ciudadanía

El proyecto contará con la participación de un grupo de músicos cuya relación con la percepción del entorno mediante el sonido es determinante en su vida personal y profesional. Pa ra este colectivo el medio acústico es claramente la forma privilegiada para aprender y disfrutar de la cultura científica y astrofísica. Mediante la colaboración con el Real Conservatorio Superior de Música (RCSM) «Victoria Eugenia» de Granada, con sus profesores José López Montes y Julio José Niño Morago, y con el alumnado de las asignaturas de Tecnología informática aplicada a la música, Matemáticas básicas para músicos, Acústica y organología y Composición con medios electroacústicos, desarrollaremos un proceso de cocreación de algunas herramientas de aprendizaje innovador en cultura científica y astrofísica, y también en física acústica, elaboración de señal, análisis de frecuencias, psicoacústica, y en las propias técnicas de sonificación. Nuestro pro yecto quiere, además, promover la interacción entre ciencias y arte, como parte de un único legado de la humanidad, contribuyendo a romper la barrera entre las dos culturas.

La incorporación del proyecto en el currículo del área de Tecnología Musical será natural, dado que el proyecto se adecua a los contenidos. El alumnado llevará a una práctica real de investigación científica de frontera muchos de estos contenidos: Acústica y organología: análisis espectral, timbre, transformada de Fourier, diseño sonoro psicoacústico.

Tecnología informática aplicada a la música: análisis espectral, técnicas de sonificación de datos, aplicaciones para la gestión de datos sonificados. Composición con medios electroacústicos: síntesis de sonido con SuperCollider y Max a partir de datos científicos, mapeo de frecuencias y tiempo, síntesis espectral. Matemáticas básicas para músicos: transformada de Fourier, acercamiento a los procesos de reducción de datos.