Космический телескоп NASA имени Джеймса Уэбба известен тем, что позволяет заглянуть в глубины Вселенной с беспрецедентной точностью и чувствительностью. Но его снимки не только полезны с научной точки зрения, они еще и красивы.
От голубого и золотого цветов захватывающей туманности Южное кольцо до розового, оранжевого и пурпурного цветов остатка сверхновой Кассиопеи А — снимки космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) передают Вселенную в ярких красках. Изображения, получаемые орбитальной обсерваторией, часто настолько потрясающие, что вы можете задаться вопросом: Действительно ли эти космические объекты выглядят так красочно? И как бы выглядели эти небесные чудеса, если бы мы могли наблюдать их не на экране, а своими невооруженными глазами?
Как выяснилось, ученые не совсем уверены. «Самый быстрый ответ — мы не знаем», — говорит Алисса Паган, разработчик научной визуализации в Научном институте космического телескопа (STScI) и член команды, которая помогает сделать изображения JWST такими красочными. Но, несмотря на неопределенность, одно можно сказать наверняка: ваши собственные глаза не увидели бы Вселенную такой.
Если бы вы каким-то образом смогли взглянуть на эти объекты своими глазами, то увидели бы нечто, напоминающее изображения с телескопов, которые видят Вселенную в визуальном свете, например, с космического телескопа «Хаббл», — говорит Паган.
Но даже такое сравнение не совсем корректно, поскольку «Хаббл» намного больше и чувствительнее человеческого глаза, поэтому он может принять гораздо больше света. Кроме того, телескопы, работающие с визуальным светом, могут улавливать иные особенности объекта, чем инфракрасные телескопы, даже если они направлены на одну и ту же цель.
JWST — инфракрасный телескоп, то есть он видит Вселенную в более длинных волнах, чем красный свет, который имеет самую большую длину волны, которую мы можем видеть глазами.
Как выбираются цвета для изображений JWST?
Как именно выбираются цвета для впечатляющих изображений JWST?
Сначала объекты телескопа рассматриваются через несколько фильтров, которые установлены на телескопе. Каждый фильтр может «видеть» в определенных диапазонах длин волн инфракрасного света. Камера ближнего инфракрасного диапазона JWST, основная камера телескопа, имеет шесть фильтров, каждый из которых улавливает немного разные длины волн света. Объединение этих изображений в композит позволяет Пагану и Джо ДеПаскуалю, еще одному разработчику научных визуальных программ в STScI для JWST, создавать полноцветные изображения.
Когда Паган и ДеПаскейл впервые получают изображения, они выглядят черно-белыми. Цвета добавляются к изображению позже, когда данные с различных фильтров переводятся в спектр видимого света, пояснил Паган. Самые длинные волны выглядят красными, а более короткие — синими или фиолетовыми.
«Мы используем эту взаимосвязь с длиной волны и цветом света и просто применяем ее к инфракрасным лучам», — говорит Паган.
После добавления каждого цвета в изображение оно может подвергнуться дополнительным изменениям. Иногда оригинальные цвета могут придать изображению блеклый или пыльный вид, и тогда цвета делаются более яркими, чтобы придать изображению более четкое качество. Цвета также могут быть смещены, чтобы подчеркнуть некоторые трудноуловимые особенности.
По словам Пагана и ДеПаскуаля, они также работают с исследователями, чтобы убедиться в научной точности изображений, особенно если они представлены вместе с определенными научными результатами. Хотя цветные изображения не дают конкретных научных данных, они могут помочь проиллюстрировать определенные выводы.
Иногда они также помогают ученым увидеть области, которые они хотели бы исследовать, сказал Паган. Например, наиболее удаленные объекты на первом снимке JWST, сделанном в глубоком поле, — они выглядят красными, потому что свет, проходящий такое расстояние, растягивается, — представляют собой объекты для исследования ранней Вселенной, когда эти объекты существовали в том виде, в котором они представлены на снимке в глубоком поле.
Являются ли изображения JWST «настоящими»?
Цвета на изображениях JWST могут быть не совсем «настоящими», но не стоит заблуждаться — цвета не предназначены для того, чтобы обмануть вас, и выбраны не просто для того, чтобы эти объекты выглядели великолепно.
Напротив, изображения призваны как можно более четко передать то, что JWST может увидеть — и то, что не могут увидеть наши глаза.
Вы можете увидеть некоторые различия между изображениями, полученными с помощью визуального и инфракрасного телескопов, сравнив изображения культовых Столпов Творения, сделанные JWST и «Хабблом».
Если на снимке «Хаббла» большая часть столпов выглядит темно-красной, то на снимке JWST большая часть образования имеет золотисто-оранжевые тона. Это означает, что визуальный свет, излучаемый столбами, имеет большую длину волны (красный), но немного ближе к середине спектра инфракрасного света, изображенного на снимке.
Большая часть туманного материала, который окружает столбы на снимке Хаббла, и даже некоторые материалы самих столбов также отсутствуют на снимке JWST, что означает, что эта часть газа и пыли прозрачна в инфракрасном диапазоне. На снимке JWST красным цветом выделено больше областей звездообразования, которые на снимке Хаббла заслонены плотными облаками газа и пыли.
Добавляя эти цвета к изображениям, ученые помогают публике оценить космический телескоп Джеймса Уэбба и его вклад в астрономию. «Мы просто пытаемся улучшить изображение, чтобы сделать его более удобоваримым с научной точки зрения и одновременно увлекательным», — сказал Паган.
