Космічний телескоп NASA імені Джеймса Вебба відомий тим, що дає змогу зазирнути в глибини Всесвіту з безпрецедентною точністю і чутливістю. Але його знімки не тільки корисні з наукового погляду, вони ще й красиві.
Від блакитного і золотого кольорів захопливої туманності Південне кільце до рожевого, помаранчевого і пурпурного кольорів залишку наднової Кассіопеї А — знімки космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) передають Всесвіт у яскравих фарбах. Зображення, одержувані орбітальною обсерваторією, часто настільки приголомшливі, що ви можете замислитися над питанням: чи дійсно ці космічні об'єкти мають такий барвистий вигляд? І який би вигляд мали ці небесні дива, якби ми могли спостерігати їх не на екрані, а своїми неозброєними очима?
Як з'ясувалося, вчені не зовсім упевнені. «Найшвидша відповідь — ми не знаємо», — каже Алісса Паган, розробник наукової візуалізації в Науковому інституті космічного телескопа (STScI) і член команди, яка допомагає зробити зображення JWST такими барвистими. Але, незважаючи на невизначеність, одне можна сказати напевно: ваші власні очі не побачили б Всесвіт таким.
Якби ви якимось чином змогли поглянути на ці об'єкти на власні очі, то побачили б щось, що нагадує зображення з телескопів, які бачать Всесвіт у візуальному світлі, наприклад, з космічного телескопа «Габбл», — каже Паган.
Але навіть таке порівняння не зовсім коректне, оскільки «Хаббл» набагато більший і чутливіший за людське око, тому він може прийняти набагато більше світла. Крім того, телескопи, що працюють із візуальним світлом, можуть уловлювати інші особливості об'єкта, ніж інфрачервоні телескопи, навіть якщо вони спрямовані на одну й ту саму мету.
JWST — інфрачервоний телескоп, тобто він бачить Всесвіт у довших хвилях, ніж червоне світло, яке має найбільшу довжину хвилі, яку ми можемо бачити очима.
Як обираються кольори для зображень JWST?
Як саме обираються кольори для вражаючих зображень JWST?
Спочатку об'єкти телескопа розглядаються через кілька фільтрів, які встановлені на телескопі. Кожен фільтр може «бачити» в певних діапазонах довжин хвиль інфрачервоного світла. Камера ближнього інфрачервоного діапазону JWST, основна камера телескопа, має шість фільтрів, кожен з яких вловлює трохи різні довжини хвиль світла. Об'єднання цих зображень у композит дає змогу Пагану і Джо ДеПаскуалю, ще одному розробнику наукових візуальних програм у STScI для JWST, створювати повнокольорові зображення.
Коли Паган і ДеПаскейл вперше отримують зображення, вони виглядають чорно-білими. Кольори додаються до зображення пізніше, коли дані з різних фільтрів переводяться в спектр видимого світла, пояснив Паган. Найдовші хвилі виглядають червоними, а коротші — синіми або фіолетовими.
«Ми використовуємо цей взаємозв'язок із довжиною хвилі та кольором світла і просто застосовуємо його до інфрачервоних променів», — каже Паган.
Після додавання кожного кольору в зображення воно може зазнати додаткових змін. Іноді оригінальні кольори можуть надати зображенню бляклого або запорошеного вигляду, і тоді кольори робляться яскравішими, щоб надати зображенню чіткішої якості. Кольори також можуть бути зміщені, щоб підкреслити деякі важковловимі особливості.
За словами Пагана і ДеПаскуаля, вони також працюють із дослідниками, щоб переконатися в науковій точності зображень, особливо якщо вони представлені разом із певними науковими результатами. Хоча кольорові зображення не дають конкретних наукових даних, вони можуть допомогти проілюструвати певні висновки.
Іноді вони також допомагають вченим побачити області, які вони хотіли б досліджувати, сказав Паган. Наприклад, найвіддаленіші об'єкти на першому знімку JWST, зробленому в глибокому полі, — вони мають червоний колір, тому що світло, яке проходить таку відстань, розтягується, — являють собою об'єкти для дослідження раннього Всесвіту, коли ці об'єкти існували в тому вигляді, в якому вони представлені на знімку в глибокому полі.
Чи є зображення JWST «справжніми»?
Кольори на зображеннях JWST можуть бути не зовсім «справжніми», але не варто помилятися — кольори не призначені для того, щоб обдурити вас, і обрані не просто для того, щоб ці об'єкти мали чудовий вигляд.
Навпаки, зображення покликані якомога чіткіше передати те, що JWST може побачити — і те, що не можуть побачити наші очі.
Ви можете побачити деякі відмінності між зображеннями, отриманими за допомогою візуального та інфрачервоного телескопів, порівнявши зображення культових Стовпів Творіння, зроблені JWST і «Хабблом».
Якщо на знімку «Хаббла» більша частина стовпів виглядає темно-червоною, то на знімку JWST більша частина утворення має золотисто-помаранчеві тони. Це означає, що візуальне світло, яке випромінюють стовпи, має більшу довжину хвилі (червоний), але трохи ближче до середини спектра інфрачервоного світла, зображеного на знімку.
Більша частина туманного матеріалу, який оточує стовпи на знімку Хаббла, і навіть деякі матеріали самих стовпів також відсутні на знімку JWST, що означає, що ця частина газу і пилу прозора в інфрачервоному діапазоні. На знімку JWST червоним кольором виділено більше областей зореутворення, які на знімку Хаббла затулені щільними хмарами газу і пилу.
Додаючи ці кольори до зображень, вчені допомагають публіці оцінити космічний телескоп Джеймса Вебба і його внесок в астрономію. «Ми просто намагаємося поліпшити зображення, щоб зробити його більш легкотравним із наукового погляду і водночас захопливим», — сказав Паган.
