Раскрыт секрет ярких фотографий James Webb

12 июля были опубликованы первые полноцветные изображения, сделанные космическим телескопом James Webb. Снимки поразили мир подробными изображениями туманностей, галактик в невиданном ранее качестве. Но самые первые тестовые фото не были типичными цветными изображениями, а скорее похожи на негативы, тем не менее они помогли выравнивать зеркала при фокусировке на удаленной звезде. Но теперь, когда телескоп запущен на полную мощность, изображения оказались наполнены яркими цветами. Однако JWST собирает только инфракрасный и ближний инфракрасный свет, который человеческий глаз не в состоянии увидеть. Откуда же берутся яркие цвета на фото?

Южное кольцо
Слева монохроматическое изображение, показывающее инфракрасные данные JWST туманности Южное кольцо. Справа обработанное изображение, которое показывает тот же вид в полном цвете. Изображение: NASA, ESA, CSA и STScI

Редактирование фотографий

Редакторам изображений из команды James Webb поручено преобразовывать данные инфракрасного изображения телескопа в одни из самых ярких видов космоса, которые мы когда-либо видели. Задание редакторов состоит в переводе различных инфракрасных длин волн в видимый спектр с красным, синим и желтым фильтрами. Конечно, обработанные изображения не являются буквально тем, что видел телескоп, но они очень сильно совпадают с настоящими цветами, если бы их увидел человеческий глаз.

Если вы посмотрите на изображение James Webb перед началом обработки, оно будет выглядеть как черный прямоугольник, усыпанный несколькими белыми точками. Необработанные изображения телескопа настолько перегружены данными, что их нужно уменьшить, прежде чем их можно будет перевести в видимый свет. Изображение также следует очистить от таких артефактов, как космические лучи и блики ярких звезд, попадающих на детекторы телескопа.

Виды линзированного скопления галактик
Виды линзированного скопления галактик в среднем инфракрасном (слева) и ближнем инфракрасном (справа) диапазонах, SMACS 0723

При обработке длинным инфракрасным волнам присваиваются более красные цвета, а коротким инфракрасным волнам назначаются более синие цвета. Процесс называется хроматическим упорядочением, и спектр разбивается на столько цветов, сколько нужно команде, чтобы охватить полный спектр света, изображенного на снимках. Хроматическое упорядочение также зависит от того, какие элементы изображены на фото. При работе с узкополосными длинами волн в оптическом свете — кислород, ионизированный водород и сера — оба последних излучают красный цвет. Итак, водород может быть помещен в зеленый видимый свет, чтобы предоставить зрителю больше информации.

Скрытые тайны Вселенной в инфракрасном свете

Астрономией часто занимаются за пределами видимого спектра, потому что многие интересные объекты в космосе ярко сияют в ультрафиолете, рентгеновских лучах и даже радиоволнах. James Webb предназначен для наблюдения в инфракрасном свете, длина волны которого длиннее красного видимого света, но короче микроволн. Инфракрасный свет может проникать через густые облака газа и пыли в космосе, позволяя исследователям увидеть ранее скрытые тайны Вселенной. Особенно интригующим для ученых является то, что свет из ранней Вселенной растягивается по мере расширения Вселенной, то есть то, что когда-то было ультрафиолетовым или видимым светом, теперь становится инфракрасным — этот эффект известен как красное смещение. Благодаря этому эффекту ученые измеряют расстояние до самых отдаленных объектов во Вселенной.

Ранее мы сообщали о том, как в Чили ускорили строительство самого мощного телескопа, который превзойдет даже James Webb.

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine