Ja, NASA heeft vorige week geknoeid met de eerste kleurenafbeeldingen van de Webb Telescope

Je hebt de eerste kleurenafbeeldingen van de James Webb Space Telescope gezien, toch? Een stellaire kraamkamer onthult voorheen onzichtbare sterren, onderzocht de atmosfeer van een gigantische exoplaneet, een cluster van sterrenstelsels, een prachtige planetaire nevel en het diepste beeld dat ooit van ons universum is gemaakt.

Fantastisch, niet? Maar ze waren werkelijk?

Natuurlijk waren ze echt!

Was het precies zoals Webb het op één foto heeft vastgelegd, alsof je een foto maakt met je telefoon?

helemaal niet.

Webb is ontworpen om gevoelig te zijn voor licht dat we niet kunnen zien. Het heeft ook vier wetenschappelijke instrumenten en zeventien patronen.

“Als je de gegevens weghaalt, ziet het er niet uit als een mooi kleurenbeeld”, zegt Klaus Pontopedan, een webprojectwetenschapper bij STScI, die leiding geeft aan een team van 30 beeldverwerkingsexperts. “Ze lijken helemaal nergens op” [and] Alleen als je weet waar je op moet letten, kun je het waarderen.”

Webingenieurs hebben afbeeldingen die we zo vaak hebben gezien voordat ze werden gepubliceerd massaal moeten manipuleren, en wel om heel eenvoudige en logische redenen.

wat is er gaande?

Dit gaat niet alleen over het maken van een foto op de telefoon.

foto lay-out

Eerst komt de keuze van het schot. NASA was op zoek naar dingen die een mooi frame zouden opleveren, structuur zouden hebben en kleuren zouden gebruiken – terwijl ze ook de vlag zouden benadrukken.

Webb kan niet elk deel van de lucht tegelijk zien. Dus omdat de lancering van de telescoop verschillende keren werd uitgesteld, konden ingenieurs de eerste beelden niet nauwkeurig plannen totdat Webb afgelopen december naar de hemel ging.

Toen hij dat deed, hadden de ingenieurs een lijst met ongeveer 70 doelen, gekozen om te laten zien hoe breed het web van de wetenschap zou kunnen bieden, wat verbluffende kleurenafbeeldingen zou kunnen inluiden.

“Zodra we weten wanneer we de gegevens kunnen verzamelen, kunnen we die lijst aflopen en de doelen met een hogere prioriteit uitkiezen die op dat moment zichtbaar waren”, zei Pontopedan. De foto’s stonden al lang op de planning [and] Er was veel werk aan het stimuleren van hoe de noten eruit zouden zien, zodat alles correct kon worden geconfigureerd. ”

Hoe Webb-gegevens terugkeren naar de aarde

Voordat ingenieurs aan de beeldverwerking van Webb kunnen werken, moeten de onbewerkte gegevens van een miljoen mijl afstand in de ruimte naar onze planeet worden teruggebracht. Het wordt gedaan met behulp van NASA’s JPL’s Deep Space Network (DSN), waarmee ingenieurs communiceren met en gegevens ontvangen van meer dan 30 robotsondes in het zonnestelsel en daarbuiten, waaronder Webb. Er zijn drie collectoren in de DSN, die elk 120 graden van elkaar verwijderd zijn; Californië en Madrid in Spanje en Canberra in Australië.

Radiogolven zijn zeer betrouwbaar, maar ze zijn traag. Gegevens komen binnen met een paar megabits per seconde (Mbps). DSN zal echter Het wordt binnenkort geüpgraded Van trage radiotransmissies tot ultrasnelle “ruimtelasers” die de datasnelheden tot 10 of zelfs 100 keer sneller kunnen verhogen.

“We plannen dingen, we brengen ze naar het observatorium, we nemen de gegevens en plaatsen ze terug op aarde – en dan hebben we nog een lange periode waarin we de gegevens verwerken,” zei Pontopedan.

Waarom zijn de kleuren in webafbeeldingen nep?

Zijn webtelescoopafbeeldingen kleurrijk? Zijn de kleuren in ruimtefoto’s echt? Nee, dat zijn ze niet. Webb-telescoop ziet in het rood. Het is daar juist om infrarood licht te detecteren, het zwakste en verste licht in het heelal.

Het ziet voornamelijk in thermische straling, niet in zichtbaar licht. zie een ander deel van Elektromagnetisch veld:

Denk aan een regenboog. Aan het ene uiteinde is het rood, aan het andere uiteinde is het blauw of violet. Deze regenboog is in feite veel breder, maar beide uiteinden vertegenwoordigen de grenzen van de kleuren die het menselijk oog kan waarnemen. Voorbij blauw zijn kortere, kortere golflengten van licht waarvoor we geen namen hebben. Hetzelfde zit achter de kleur rood, naarmate de golflengte van het licht toeneemt.

Dit is waar Webb naar kijkt – het infrarode deel van het elektromagnetische spectrum.

Het maakt gebruik van maskeringstechnieken – filters – om zowel zwakke als zeer heldere lichtbronnen te detecteren. Maar geen van hen is in “kleurrijk”.

Hoe kunnen de beelden die we zien kleurrijk voor ons zijn?

Webafbeeldingen inkleuren

Webb’s beelden worden door het elektromagnetische spectrum gestuurd van het deel dat we niet kunnen zien naar het deel van zichtbaar licht dat we kunnen zien.

Ze nemen Webb’s monochromatische beelden met behulp van maximaal 29 verschillende smalbandfilters, die elk verschillende golflengten van infrarood licht detecteren. Ze gaven het verzamelde licht van elk filter een andere zichtbare kleur, van het roodste rode licht met de langste golflengte) tot blauw (dat de kortste golflengte heeft). Vervolgens maken ze een samengesteld beeld.

Is dit bedrog? Het enige wat de ingenieurs doen is straling nemen van het deel van het spectrum dat onze ogen niet kunnen zien en het omzetten in een ander deel van het spectrum dat we kunnen zien.

Het is alsof je een nummer speelt met een andere toonsoort.

Bovendien gebruiken alle camera’s – inclusief de camera van je smartphone – filters om de beelden die je ziet vast te leggen. Nee, geen Instagram-filters, maar individuele rode, groene en blauwe filters die in combinatie een beeld produceren dat er “echt” uitziet.

Als je denkt dat de foto’s van Webb niet echt zijn, dan moet je ook denken dat de foto’s van je smartphone nep zijn.

Hoe lang duurt het om Webb-afbeeldingen te verwerken

Het is een complex proces dat nog nooit eerder is gedaan voor gegevens van Webb. Het duurt dus een paar weken voordat elke foto in zijn volle kleurenpracht verschijnt.

“Het proces van de eerste telescoopgegevens tot het uiteindelijke schone beeld dat wetenschappelijke informatie over het universum overbrengt, duurt meestal weken tot een maand”, zegt Alyssa Pagan, STScI Science Visualization Developer.

Het was het wachten zeker waard.

“In de eerste afbeeldingen hebben we maar een paar dagen waarnemingen”, zei Pontopedan. “Dit is eigenlijk nog maar het begin en we zijn nog maar aan de oppervlakte.”

Ik wens je een heldere hemel en grote ogen.