Невероятные планеты и завораживающие туманности. Как и зачем иллюстрируют космос — Naked Science
17 минут
Редакция

Невероятные планеты и завораживающие туманности. Как и зачем иллюстрируют космос

3.5

Никогда ранее наука не могла похвастаться столь красочными изображениями астрономических объектов. Нас восхищает впечатляющая красота галактик и туманностей на фотографиях «Хаббла». Мы удивляемся изображениям невероятных планет, открытых «Кеплером». Если когда-либо нашим потомкам удастся приблизиться к этим удивительным объектам, увидят ли они своими глазами то же, что и мы на фотографиях NASA?

Космос
©Wikipedia

Вижу – не вижу

Прошло пару десятков лет, и наше восприятие космоса здорово изменилось. И не в последнюю (если не в первую) очередь благодаря телескопу «Хаббл». Именно его «глазами» мы наблюдаем Вселенную последние годы. Космос на фотографиях, сделанных телескопом, выглядит действительно потрясающе. Но так ли выглядят объекты, изображенные на снимках, на самом деле? О том, что NASA хорошо дружит с Photoshop, известно, пожалуй, всем. Да и другие космические агентства поступают так же. Можно ли обходиться без обработки изображений? Да и стоит ли?

В отличие от Галилео Галилея и других астрономов, в том числе и современных, но рассматривающих небесные тела своими глазами в оптические телескопы, современная астрономия практикует другой подход. Звезды, галактики, туманности являются источниками излучения широкого спектра. От гамма-излучения до радиоволн. Свет – видимое излучение, воспринимаемое человеческим глазом, всего лишь небольшой участок на шкале электромагнитных волн. Поэтому на орбите находится множество телескопов. Каждый из них получает информацию об объекте в своем спектре электромагнитных волн. Да и сам «Хаббл» способен регистрировать излучение не только в видимом, но и в невидимых для глаз человека ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах.

Полученные данные разных телескопов позволяют лучше понять, что представляет собой астрономический объект. Взять, к примеру, Крабовидную туманность, расположенную в созвездии Тельца, которая удалена от нас почти на 6 500 световых лет. Ниже представлено то, как она выглядит, если использовать данные разных телескопов. Возможно, в других мирах есть представители разумной жизни. И очень может быть, что глаза у инопланетян устроены иначе, чем у людей. Для них видимым диапазоном электромагнитного излучения может быть другой участок электромагнитного спектра. Известно, что многие виды животных могут видеть излучение, которое недоступно человеческому глазу. Пчелы, к примеру, видят свет в ультрафиолетовом диапазоне. Возможно, для инопланетян привычным видом Крабовидной туманности будет не крайний справа в верхнем ряду, как для нас, а например второй слева.

Крабовидная туманность / © wikipedia.org

Руководствуясь данными одного телескопа, тоже можно сделать разные фотоиллюстрации. «Столпы Творения», пожалуй, одна из самых известных фотографий «Хаббла». Они являются остатками центральной части газопылевой туманности Орел в созвездии Змеи и удалены от нас примерно на 7000 световых лет.

«Столпы Творения» в привычном нам видимом и ближнем инфракрасном свете / © NASA

Рассматривая «Столпы Творения», важно не забыть, что сейчас эта часть космоса уже изменилась. Некоторые ученые убеждены, что «Столпы» разрушились еще 6000 лет назад. Информацию о том, как это случилось, свет донесет до нас только через 1000 лет.

Мы не видим большую часть волн, идущих от звезд. Но правда в том, что зачастую иллюстраторы NASA переводят данные, полученные в невидимом для нас диапазоне, в видимый. Вот как об этом говорит глава группы обработки изображений Института космического телескопа (STScI) Золт Левей: «Некоторую часть света, которую мы показываем на фотографиях, телескоп может зарегистрировать, но мы не можем увидеть. Почему бы не перевести его на фотографию, которую мы можем увидеть?» Таким образом, часть того, что мы видим на фотоиллюстрациях NASA, получено на основе регистрации инфракрасного и ультрафиолетового излучений. Да, с одной стороны, будь мы рядом с изображенными на снимках объектами, мы бы своими глазами увидели иную картину. Но, с другой стороны, использование в изображениях невидимого нами спектра позволяет получить максимально точное представление o них. При этом форма объектов не меняется.

Космические снимки – эффективное средство популяризации работы ученых, но космические обсерватории запускаются за пределы планеты отнюдь не ради впечатляющих фотографий. Их цель – получить информацию о физических параметрах астрономических объектов.

NASA и Photoshop

Камеры «Хаббла» делают не цветные снимки, как привычные нам фотоаппараты и телефоны, а черно-белые. И, как уже было сказано, они регистрируют не только видимый спектр, но и тот, который недоступен нашему глазу, – инфракрасное и ультрафиолетовое излучения. Чтобы сделать черно-белое изображение цветным, применяются светофильтры. Таким образом, получают несколько снимков в разных цветах. Соединяя их вместе, и получают те завораживающие снимки, которыми NASA сопровождает пресс-релизы.

Галактика NGC 1512. Снимки в разных спектрах и в сводном изображении/ © NASA

Астроном NASA и специалист по программе Adobe Photoshop Роберт Хёрт занимается обработкой снимков «Хаббла». Свою работу Хёрт сравнивает с тем, чем занимаются дизайнеры глянцевых журналов. Правка снимков делается исключительно из эстетических соображений, а также для того, чтобы случайно не ввести зрителя в заблуждение. Оригинальные снимки нуждаются в редактировании. Артефакты, которые создают камеры телескопов, могут внешне напоминать реальные космические объекты. Все это убирается из окончательного изображения. «Мы не хотим, чтобы люди думали, что там летает что-то странное, чего нет на самом деле», – говорит Роберт Хёрт. Если вы слышали разговоры о том, что NASA стирает со своих снимков изображения НЛО, то они появились именно по этой причине.

Спиральная галактика NGC 3982 в созвездии Большая Медведица в исходном черно-белом и цветном изображении / © NASA

Нарисованные планеты

С планетами около далеких миров все намного сложнее. За редким исключением мы их пока не способны увидеть ни в один телескоп. Таким исключением, например, является экзопланета 2M1207 b, вращающаяся вокруг коричневого карлика 2M1207 в созвездии Центавра. Находится она на расстоянии приблизительно 170 св. лет от нас. Но изображение, полученное с помощью оптического телескопа, дает нам мало информации о планете.

Планета 2M1207b. Изображение, полученное с помощью телескопа VLT в Чили / © wikipedia.org
Планета 2M1207b. Рисунок художника / © wikipedia.org

Но, как правило, открытие экзопланет наземными телескопами – редкость. Самый главный охотник за экзопланетами – это орбитальный телескоп «Кеплер». Его волновой диапазон оставляет 430–890 нм. То есть захватывает практически весь видимый спектр и часть инфракрасного излучения. Но и «Кеплер» не способен рассмотреть планеты около звезд. Слишком они малы и далеки от нас. Он даже не «пытается» рассмотреть планеты, у него другой способ работы.

Чтобы обнаружить планету, астрономы регистрируют колебания яркости и траектории звезд. Если есть периодическое падение яркости звезды, значит, существует большая вероятность того, что есть и планета. Обращаясь вокруг своей звезды, она периодически проходит между звездой и нами, закрывая часть диска своей звезды. Это напоминает транзит Меркурия и Венеры по диску Солнца. Только наблюдаем мы их в других звездных системах. Планета просто «забирает» часть светового потока, идущего от звезды. Этот способ так и называется – «метод транзита». Другой метод позволяет обнаружить звезду путем регистрации изменения ее положения. Звезда и ее планета вращаются вокруг общего центра масс, это значит, что экзопланета раскачивает свое светило. По отношению к нам такая звезда то удаляется, то приближается к Земле. Обнаружить такие колебания помогает измерение доплеровского смещения спектра звезды. Какими бы ни были эти величины, они с достаточной точностью фиксируются современными приборами. Ученым становятся известны размеры и плотность планеты, период обращения вокруг своей звезды и то, насколько она далека от нее. Иногда в расположенных близко к нам экзопланетных системах ученым удается определить и цвет поверхности планеты. Так, наблюдая за светом звезды, отраженным от поверхности планеты HD 189733b, астрономы определили ее истинный цвет – в данном случае интенсивный голубой. Эти данные затем передаются художникам, которые сами додумывают оставшиеся детали.

Планета HD 189733 A b в представлении художника / © wikipedia.org

Если планета находится в обитаемой зоне, то на ней возможна растительность. А цвет растительного покрова экзопланеты не обязательно должен быть таким, как на Земле, – зеленым. Kepler-186 – красный карлик в созвездии Лебедя на расстоянии 492 св. года от нашей планеты – излучает свет преимущественно в красном диапазоне. По предположению ученых, растительность на планете, обращающейся вокруг звезды, будет иметь, скорее всего, один из оттенков оранжевого цвета. Правда, художники все-таки остановились на медном оттенке ее поверхности, так как не решились иллюстрировать столь смелое предположение.

Планета Kepler-186 f в представлении художника / © wikipedia.org

Художники NASA руководствуются своим воображением и научными данными, чтобы как можно точно описать возможный далекий мир. Но иногда они пренебрегают реализмом в угоду зрелищности. Если на иллюстрации вы видите ярко освещенную поверхность планеты, а ее звезда при этом находится позади планеты, это повод задуматься. Откуда свет? В реальности космический путешественник видел бы освещенным только узкий серп у края диска планеты. Как, например, мы с Земли видим узкий серп молодой Луны после новолуния.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 08:57
7 минут
СФУ

Ученые Сибирского федерального университета в составе международной группы изучили двумерные полимеры на основе тетраоксо[8]циркулена и атомов s-металлов таблицы Менделеева с помощью квантово-химического моделирования. Выяснилось, что модификация поверхности полимера тетраоксо[8]циркулена атомами кальция приводит к появлению сверхпроводимости при температуре ниже 14,5 К и возможной реализации двухуровневой системы на атомах кальция, перспективной для построения квантовых битов и последующей реализации в квантовых компьютерах.

Позавчера, 22:13
6 минут
Мария Азарова

Опрос среди совершеннолетних жителей разных российских регионов показал, что 64 процента из них не верят в естественное происхождение коронавируса — главным образом эта категория представлена людьми старше 40 лет.

Вчера, 21:17
5 минут
Мария Кривоченко

Ученые провели комплексный анализ причин, по которым люди решают бросить высшее учебное заведение. Самым частым поводом оказалось разочарование в выбранной специальности или процессе образования в целом. При этом исследователи отмечают, что факторов, влияющих на отказ от окончания вуза, обычно несколько.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

26 февраля
8 минут
Мария Азарова

Математическое моделирование позволило подсчитать, что большинство случаев тяжелого течения коронавирусного заболевания и госпитализаций по этой причине в США оказались связаны с одним из четырех кардиометаболических нарушений, а главным образом — с ожирением.

Позавчера, 10:00
42 минуты
Редакция

Все знают, что нефть — это углеводороды. Но из чего она образовалась? Правда ли, что из динозавров? И сколько миллионов лет нефти, из которой сегодня делают бензин и сотни других важных окружающих нас вещей? Разбираемся, какие запасы нефти залегают в России и сколько их осталось, почему их до сих пор не добыли, а также, как это связано с существами, которые жили миллионы лет назад.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: