美国国家航空航天局韦布的首张全彩图像，数据已准备就绪

有一种新的、身临其境的方式可以通过声音探索美国国家航空航天局詹姆斯•韦伯太空望远镜的首批全彩红外图像和数据。听众可以进入船底座星云宇宙悬崖的复杂声景，探索描绘南环星云的两张图像的对比色调，并识别热气巨型系外行星WASP-96b的传输光谱中的单个数据点。多伦多大学的音乐家兼物理学教授Matt Russo说：“音乐触动了我们的情感中心。”“我们的目标是通过声音让韦布的图像和数据变得可理解——帮助听众创造自己的心理图像。”

一个由科学家、音乐家和盲人和视障社区成员组成的团队在韦布任务和美国国家航空航天局学习宇宙的支持下，努力调整韦布的数据。

韦布的宇宙悬崖声波化

美国国家航空航天局韦伯望远镜拍摄的船底座星云宇宙悬崖的近红外图像被绘制成了一首交响乐。音乐家们为星云中半透明、朦胧的区域以及非常密集的气体和尘埃区域赋予了独特的音符，最终形成了嗡嗡作响的声景。

声波处理从左到右扫描图像。配乐充满活力和饱满，代表了这个巨大的气体洞穴中的细节，看起来像山脉。图像上半部分的气体和灰尘以蓝色色调和大风般的嗡嗡声表示。图像的下半部分以橙色和红色的红润色调表示，构图更清晰、更有旋律。

图像中光线越亮，声音越大。光的垂直位置也决定了声音的频率。例如，图像顶部附近的明亮光线听起来又大又高，但中间附近的明亮灯光则声音又大又低。图像中出现的较低的变暗、灰尘遮挡区域由较低的频率和更清晰、无失真的音符表示。

韦布南环星云超音速化

美国国家航空航天局的韦布望远镜发现了南环星云的两个视图——近红外光（左）和中红外光（右）——每个视图都经过了声音调整。

在这种声波处理中，图像中的颜色被映射到音高——光的频率直接转换为声音的频率。近红外光由轨迹开始处的较高频率范围表示。中途，音符发生变化，整体变低，以反映中红外包括更长波长的光。

在15秒和44秒时仔细听。这些音符与近红外和中红外图像的中心对齐，处于“动作”中心的恒星出现在那里。在开始追踪的近红外图像中，只有一颗恒星的声音清晰可见，叮当声更大。在曲目的后半部分，听众将在高音之前听到一个低音，这意味着在中红外光中探测到两颗恒星。较低的音符代表产生这个星云的更红的恒星，第二个音符代表看起来更亮、更大的恒星。

韦布的外行星WASP-96b超声

美国国家航空航天局的韦布望远镜观察到了热气巨型系外行星WASP-96b的大气特征，该行星包含清晰的水特征，由此产生的传输光谱的单个数据点被转换为声音。

声波处理从左到右扫描频谱。从下到上，y轴的范围从少到多。x轴的范围从左边的0.6微米到右边的2.8微米。每个数据点的间距对应于每个点所代表的光的频率。较长波长的光具有较低的频率，并且被认为是较低的音高。体积表示在每个数据点中检测到的光量。

这四种水的特征是由水滴下落的声音表示的。这些声音简化了数据——水被检测为具有多个数据点的特征。声音只与数据中的最高点对齐。

将数据映射到声音

这些音轨首先支持盲人和低视力听众，但它的设计是为了吸引任何收听的人。Quyen Hart说：“这些作品提供了一种不同的方式来体验韦布第一批数据中的详细信息。类似于书面描述是视觉图像的独特翻译，声波处理也通过将颜色、亮度、恒星位置或吸水特征等信息编码为声音来翻译视觉图像。”，马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的高级教育和外联科学家。“我们的团队致力于确保所有人都能接触到天文学。”

该项目与“路缘切割效应”类似，这是一种支持各种行人的无障碍要求。马萨诸塞州剑桥市钱德拉X射线中心的可视化科学家Kimberly Arcand解释道：“当限制措施被取消时，首先使用轮椅的人也会受益，但拄着拐杖走路的人和推着婴儿车的父母也会受益。“我们希望这些声音处理能达到同样广泛的受众。”

Arcand领导的一项调查的初步结果显示，盲人或低视力者，以及有视力的人，都报告说他们通过倾听了解了一些天文图像。参与者还分享了他们的听觉体验。Arcand继续说道：“受访者的反应各不相同，从感到敬畏到有点紧张。”“一个重要的发现来自有视力的人。他们报告说，这段经历帮助他们了解盲人或低视力者如何以不同的方式获取信息。”

这些音轨并不是在太空中录制的真实声音。相反，Russo和他的合作者、音乐家Andrew Santaguida将Webb的数据映射到声音中，仔细地创作音乐，以准确地表达团队希望听众关注的细节。在某种程度上，这些声音处理就像现代舞蹈或抽象绘画——它们将Web布的图像和数据转换为一种新的媒介，以吸引和激励听众。

Christine Malec是盲人和低视力社区的成员，她也支持这个项目，她说她用多种感官体验音轨。“当我第一次听到声音时，它以一种发自内心的、情绪化的方式打动了我，我想象有视力的人抬头仰望夜空时会经历这种情况。”

这些调整还有其他深刻的好处。“我想了解声音的每一个细微之处和每一种乐器的选择，因为这主要是我体验图像或数据的方式，”Malec继续说道。总的来说，该团队希望韦布数据的声波处理能帮助更多的听众感受到与宇宙的更强联系，并激励每个人关注天文台即将到来的天文发现。

詹姆斯•韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学观测站。韦布将解开我们太阳系中的谜团，展望其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦布是由美国国家航空航天局及其合作伙伴欧空局和加拿大航天局领导的一个国际项目。

这些声波是美国国家航空航天局学习宇宙计划和詹姆斯•韦伯太空望远镜合作的结果。钱德拉X射线中心（CXC）作为美国国家航空航天局的“学习宇宙”合作伙伴，领导数据声波处理。隶属于韦布任务的科学专家提供韦布观测、数据和目标方面的专业知识。

美国国家航空航天局的“学习宇宙”是美国国家航空宇航局科学激活计划的一部分，该计划由美国航空航天局总部的科学任务理事会负责。科学激活计划将美国国家航空航天局的科学专家、真实内容和经验以及社区领袖联系在一起，以激活思维，促进对我们的世界和其他世界的更深入理解。美国国家航空航天局的学习宇宙利用其与科学和科学背后的专家的直接联系，提供资源和经验，使青年、家庭和终身学习者能够探索科学中的基本问题，体验科学是如何进行的，并为自己发现宇宙。

美国国家航空航天局的学习宇宙材料是基于美国国家航空宇航局根据合作协议向太空望远镜科学研究所提供的NNX16AC65A奖支持的工作，该研究所与加州理工学院/IPC、天体物理中心|哈佛和史密森尼以及喷气推进实验室合作。