Nigdy wcześniej nauka nie mogła pochwalić się tak kolorowymi obrazami obiektów astronomicznych. Fascynuje nas imponujące piękno galaktyk i mgławic na zdjęciach Hubble'a. Jesteśmy zdumieni obrazami niesamowitych planet odkrytych przez Keplera. Jeśli kiedykolwiek naszym potomkom uda się zbliżyć do tych niesamowitych obiektów, czy zobaczą na własne oczy to, co widzimy na zdjęciach NASA?
Widzę - nie widzę
Minęło kilka dziesięcioleci, a nasze postrzeganie przestrzeni zmieniło się dramatycznie. I nie tylko (jeśli nie przede wszystkim) dzięki Teleskopowi Hubble'a. To jego „oczami” obserwujemy Wszechświat w ostatnich latach. Przestrzeń na zdjęciach wykonanych przez teleskop wygląda naprawdę niesamowicie. Ale czy obiekty na zdjęciach naprawdę tak wyglądają? Wszyscy wiedzą, że NASA przyjaźni się z Photoshopem. Inne agencje kosmiczne robią to samo. Czy można obejść się bez przetwarzania obrazu? Czy warto?
W przeciwieństwie do Galileo Galilei i innych astronomów, w tym współczesnych, ale badających ciała niebieskie na własne oczy przez teleskopy optyczne, współczesna astronomia stosuje inne podejście. Gwiazdy, galaktyki, mgławice są źródłami promieniowania o szerokim spektrum. Od promieniowania gamma po fale radiowe. Światło to widzialne promieniowanie dostrzegane przez ludzkie oko, tylko niewielki obszar w skali fal elektromagnetycznych. Dlatego na orbicie znajduje się wiele teleskopów. Każdy z nich otrzymuje informacje o obiekcie w swoim spektrum fal elektromagnetycznych. Sam Hubble jest w stanie rejestrować promieniowanie nie tylko w zakresie widzialnym, ale także w zakresie ultrafioletu i podczerwieni niewidocznym dla ludzkich oczu.
Dane uzyskane z różnych teleskopów pozwalają lepiej zrozumieć, czym jest obiekt astronomiczny. Weźmy na przykład Mgławicę Krab, znajdującą się w konstelacji Byka, oddalonej od nas o prawie 6500 lat świetlnych. Poniżej przedstawiamy, jak to wygląda na podstawie danych z różnych teleskopów. Być może w innych światach są przedstawiciele inteligentnego życia. I może być tak, że oczy kosmitów są ułożone inaczej niż oczy ludzi. Dla nich widzialny zakres promieniowania elektromagnetycznego może być inną częścią widma elektromagnetycznego. Wiadomo, że wiele gatunków zwierząt widzi promieniowanie niedostępne dla ludzkiego oka. Na przykład pszczoły widzą światło w zakresie ultrafioletu. Być może dla kosmitów zwykły widok Mgławicy Krab nie będzie skrajnie prawy w górnym rzędzie, jak dla nas, ale na przykład drugi od lewej.
Mgławica Krab
Film promocyjny:
Zdjęcie: wikipedia.org
Korzystając z danych z jednego teleskopu, można również wykonać różne ilustracje fotograficzne. Filary stworzenia to prawdopodobnie jedno z najsłynniejszych zdjęć Hubble'a. Są pozostałościami po centralnej części mgławicy gazowo-pyłowej Orzeł w konstelacji Węża i znajdują się w odległości około 7 000 lat świetlnych od nas.
„Filary Stworzenia” w znanym świetle widzialnym i bliskiej podczerwieni
Zdjęcie: NASA
Biorąc pod uwagę „Filary Stworzenia”, nie można zapominać, że teraz ta część kosmosu już się zmieniła. Niektórzy naukowcy są przekonani, że „Filary” zawaliły się 6000 lat temu. Światło przekaże informację o tym, jak to się stało dopiero po 1000 latach.
Nie widzimy większości fal pochodzących z gwiazd. Ale prawda jest taka, że ilustratorzy NASA często tłumaczą dane, które są dla nas niewidoczne, na widoczne. Szef grupy obrazowania Space Telescope Institute (STScI), Zolt Levey, mówi: „Teleskop może zarejestrować część światła, które pokazujemy na zdjęciach, ale nie możemy go zobaczyć. Dlaczego nie przełożyć tego na fotografię, którą możemy zobaczyć?” Tak więc część tego, co widzimy na ilustracjach fotograficznych NASA, pochodzi z rejestracji promieniowania podczerwonego i ultrafioletowego. Tak, z jednej strony, gdybyśmy byli obok obiektów przedstawionych na zdjęciach, na własne oczy zobaczylibyśmy inny obraz. Ale z drugiej strony użycie niewidocznego widma w obrazach pozwala nam uzyskać ich najdokładniejsze odwzorowanie. Nie zmienia to kształtu obiektów.
Obrazy kosmiczne są skutecznym sposobem popularyzacji pracy naukowców, ale obserwatoria kosmiczne nie są uruchamiane poza planetą w celu wykonania spektakularnych zdjęć. Ich celem jest uzyskanie informacji o parametrach fizycznych obiektów astronomicznych.
NASA i Photoshop
Kamery Hubble'a nie robią kolorowych zdjęć, jak aparaty i telefony, do których jesteśmy przyzwyczajeni, ale czarno-białe. I jak już wspomniano rejestrują nie tylko widmo widzialne, ale także to, które jest niedostępne dla naszego oka - promieniowanie podczerwone i ultrafioletowe. Aby pokolorować czarno-biały obraz, zastosowano filtry. W ten sposób uzyskuje się kilka obrazów w różnych kolorach. Łącząc je razem i otrzymuj te hipnotyzujące obrazy, które NASA towarzyszy komunikatom prasowym.
Galaktyka NGC 1512. Obrazy w różnych widmach i na obrazie złożonym
Zdjęcie: NASA
Astronom NASA i specjalista Adobe Photoshop Robert Hurt przetwarza obrazy Hubble'a. Hurt porównuje swoją pracę do tego, co robią projektanci błyszczących magazynów. Edycja zdjęć odbywa się wyłącznie ze względów estetycznych, a także po to, aby przypadkowo nie wprowadzić widza w błąd. Oryginalne zdjęcia wymagają edycji. Artefakty utworzone przez kamery teleskopu mogą zewnętrznie przypominać rzeczywiste obiekty kosmiczne. Wszystko to jest usuwane z ostatecznego obrazu. „Nie chcemy, aby ludzie myśleli, że leci tam coś dziwnego, a tak nie jest” - mówi Robert Hurt. Jeśli słyszałeś, że NASA usuwa obrazy UFO ze swoich obrazów, to pojawiły się z tego powodu.
Galaktyka spiralna NGC 3982 w konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy na oryginalnym czarno-białym i kolorowym zdjęciu
Zdjęcie: NASA
Narysowane planety
W przypadku planet w pobliżu odległych światów wszystko jest znacznie bardziej skomplikowane. Z rzadkimi wyjątkami nie jesteśmy jeszcze w stanie zobaczyć ich przez żaden teleskop. Takim wyjątkiem jest na przykład egzoplaneta 2M1207 b, krążąca wokół brązowego karła 2M1207 w konstelacji Centaura. Znajduje się w odległości około 170 sv. lat od nas. Ale zdjęcie wykonane teleskopem optycznym daje nam niewiele informacji o planecie.
Planeta 2M1207b. Zdjęcie wykonane teleskopem VLT w Chile
Zdjęcie: wikipedia.org
Planeta 2M1207b. Rysunek artysty
Zdjęcie: wikipedia.org
Ale z reguły odkrycie egzoplanet przez teleskopy naziemne jest rzadkością. Głównym łowcą egzoplanet jest orbitujący teleskop Keplera. Jego zakres długości fal to 430–890 nm. Oznacza to, że wychwytuje prawie całe widzialne widmo i część promieniowania podczerwonego. Ale Kepler nie jest również w stanie zobaczyć planet w pobliżu gwiazd. Są za małe i daleko od nas. Nawet nie „próbuje” rozważać planet, ma inny sposób pracy.
Aby zlokalizować planetę, astronomowie rejestrują wahania jasności i trajektorii gwiazd. Jeśli występuje okresowy spadek jasności gwiazdy, istnieje duże prawdopodobieństwo, że istnieje planeta. Krążąc wokół swojej gwiazdy, okresowo przechodzi między nią a nami, pokrywając część dysku swojej gwiazdy. Przypomina to przejście Merkurego i Wenus wzdłuż tarczy Słońca. Obserwujemy je tylko w innych układach gwiezdnych. Planeta po prostu „przyjmuje” część strumienia świetlnego pochodzącego od gwiazdy. Ta metoda jest nazywana „metodą tranzytu”. Inna metoda pozwala wykryć gwiazdę poprzez zarejestrowanie zmiany jej położenia. Gwiazda i jej planeta krążą wokół wspólnego środka masy, co oznacza, że egzoplaneta kołysze swoją gwiazdą. W stosunku do nas taka gwiazda oddala się, a następnie zbliża do Ziemi. Pomiar przesunięcia Dopplera widma gwiazdy pomaga wykryć takie fluktuacje. Niezależnie od tych wartości są one rejestrowane z wystarczającą dokładnością za pomocą nowoczesnych przyrządów. Naukowcy stają się świadomi rozmiaru i gęstości planety, okresu rewolucji wokół swojej gwiazdy i odległości od niej. Czasami w układach egzoplanetarnych znajdujących się blisko nas naukowcom udaje się określić kolor powierzchni planety. W ten sposób, obserwując światło gwiazdy odbijane od powierzchni planety HD 189733b, astronomowie określili jej prawdziwy kolor - w tym przypadku intensywny niebieski. Dane te są następnie przekazywane artystom, którzy sami wymyślają pozostałe szczegóły.okres rewolucji wokół swojej gwiazdy i odległość od niej. Czasami w układach egzoplanetarnych znajdujących się blisko nas naukowcom udaje się określić kolor powierzchni planety. W ten sposób, obserwując światło gwiazdy odbijanej od powierzchni planety HD 189733b, astronomowie określili jej prawdziwy kolor - w tym przypadku intensywny niebieski. Dane te są następnie przekazywane artystom, którzy sami wymyślają pozostałe szczegóły.okres rewolucji wokół swojej gwiazdy i odległość od niej. Czasami w układach egzoplanetarnych znajdujących się blisko nas naukowcom udaje się określić kolor powierzchni planety. W ten sposób, obserwując światło gwiazdy odbijane od powierzchni planety HD 189733b, astronomowie określili jej prawdziwy kolor - w tym przypadku intensywny niebieski. Dane te są następnie przekazywane artystom, którzy sami wymyślają pozostałe szczegóły.
Planeta HD 189733 A b widziana przez artystę
Zdjęcie: wikipedia.org
Jeśli planeta znajduje się w strefie nadającej się do zamieszkania, możliwa jest na niej roślinność. A kolor szaty roślinnej egzoplanety nie musi być taki sam jak na Ziemi - zielony. Kepler-186 to czerwony karzeł w konstelacji Łabędzia w odległości 492 sv. lat od naszej planety - emituje światło głównie w zakresie czerwonym. Zdaniem naukowców roślinność na planecie krążącej wokół gwiazdy najprawdopodobniej będzie miała jeden z odcieni pomarańczy. To prawda, że artyści nadal decydowali się na miedziany odcień jego powierzchni, ponieważ nie odważyli się zilustrować tak śmiałego założenia.
Planeta Kepler-186 f widziana przez artystę
Zdjęcie: wikipedia.org
Artyści NASA kierują się swoją wyobraźnią i danymi naukowymi, aby jak najdokładniej opisać możliwy odległy świat. Ale czasami zaniedbują realizm ze względu na rozrywkę. Jeśli na ilustracji widzisz jasno oświetloną powierzchnię planety, a jej gwiazda znajduje się w tym samym czasie za planetą, to jest to powód do myślenia. Skąd pochodzi światło? W rzeczywistości podróżnik kosmiczny widziałby oświetlony tylko wąski sierp na krawędzi dysku planety. Tak jak na przykład my z Ziemi widzimy wąski półksiężyc młodego Księżyca po nowiu.
Sergey Sobol