Розкритий секрет яскравих фотографій James Webb

12 липня були опубліковані перші повноколірні знімки, зроблені космічним телескопом James Webb. Світ був вражений детальними зображеннями туманностей, галактик у небаченій раніше якості. Але найперші тестові фото не були типовими кольоровими зображеннями, а радше схожі на негативи, проте вони допомогли вирівнювати дзеркала при фокусуванні на віддаленій зорі. Але тепер, коли телескоп запущений на повну потужність, зображення виявились наповнені яскравими кольорами. JWST збирає лише інфрачервоне та ближнє інфрачервоне світло, яке людське око не в змозі побачити. Тож звідки беруться яскраві кольори на фото?

Південне кільце
Ліворуч монохроматичне зображення, що показує інфрачервоні дані JWST туманності Південне кільце. Праворуч оброблене зображення, яке показує той самий вигляд у повному кольорі. Зображення: NASA, ESA, CSA та STScI

Редагування фотографій

Редакторам зображень із команди James Webb доручено перетворювати дані інфрачервоного зображення телескопа в одні з найяскравіших видів космосу, які ми коли-небудь бачили. Завдання редакторів полягає у «перекладі» різних інфрачервоних довжин хвиль у видимий спектр із червоним, синім та жовтим фільтрами. Звичайно, оброблені зображення не є буквально тим, що бачив телескоп, але вони дуже сильно збігаються зі справжніми кольорами, якби їх побачило людське око.

Якщо ви подивитесь на зображення James Webb перед початком обробки, воно виглядатиме як чорний прямокутник, посипаний кількома білими крапками. Необроблені зображення від телескопа настільки перевантажені даними, що їх потрібно зменшити, перш ніж їх можна буде перевести у видиме світло. Зображення також потрібно очистити від таких артефактів, як космічні промені та відблиски яскравих зір, які потрапляють на детектори телескопа.

Види лінзованого скупчення галактик
Види лінзованого скупчення галактик у середньому інфрачервоному (ліворуч) і ближньому інфрачервоному (праворуч) діапазонах, SMACS 0723

Під час оброблення довшим інфрачервоним хвилям присвоюються більш червоні кольори, а найкоротшим інфрачервоним хвилям призначаються більш сині кольори. Процес називається хроматичним упорядкуванням, і спектр розбивається на стільки кольорів, скільки потрібно команді, щоб охопити повний спектр світла, зображеного на знімках. Хроматичне упорядкування також залежить від того, які елементи зображені. Під час роботи з вузькосмуговими довжинами хвиль в оптичному світлі — кисень, іонізований водень і сірка — обидва останні випромінюють червоний колір. Отже, водень може бути зміщений у зелене видиме світло, щоб надати глядачеві більше інформації.

Приховані таємниці Всесвіту в інфрачервоному світлі

Астрономією часто займаються за межами видимого спектра, бо багато найцікавіших об’єктів у космосі яскраво сяють в ультрафіолеті, рентгенівських променях і навіть радіохвилях. Телескоп WEBB призначений для перегляду інфрачервоного світла, довжина хвилі якого довша за червоне видиме світло, але коротша за мікрохвилі. Інфрачервоне світло може проникати крізь густі хмари газу та пилу в космосі, дозволяючи дослідникам побачити раніше приховані таємниці Всесвіту. Особливо інтригуючим для вчених є те, що світло з раннього Всесвіту розтягується у міру розширення Всесвіту, тобто те, що колись було ультрафіолетовим або видимим світлом, тепер стає інфрачервоним — цей ефект відомий як червоне зміщення. Завдяки цьому ефекту вчені вимірюють відстань до найвіддаленіших об’єктів у Всесвіті.

Раніше ми повідомляли про те, як у Чилі прискорили будівництво найпотужнішого телескопа, який буде навіть кращий за James Webb.

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine