Hat das Universum wirklich Farbe? Das wahre Gesicht von Weltraumobjekten enthüllt

Was sind die wahren Farben der Bilder des James Webb-Weltraumteleskops? Sind diese Weltraumobjekte wirklich so bunt?

Das James-Webb-Weltraumteleskop hat ein nahes Paar aktiver Sterne namens Herkig-Hare 46/47 im hochauflösenden Nahinfrarotlicht erfasst. Suchen Sie nach ihnen in der Mitte des roten Beugungspunkts, der als orange-weißer Fleck erscheint. (Bildquelle: NASA, ESA, CSA. Bildverarbeitung: Joseph Rasauale (STSCW)

Das James Webb-Weltraumteleskop (JWST) der NASA ist dafür bekannt, unser Universum mit beispielloser Präzision und Empfindlichkeit zu erfassen. Seine Bilder sind nicht nur wissenschaftlich nützlich, sondern auch schön. Von den Blau- und Goldtönen des südlichen Ringnebels bis zu den Rosa-, Orange- und Lilatönen der Kassiopeia geben die JWST-Bilder das Universum in leuchtenden Farben wieder.

Diese Bilder sind so atemberaubend, dass Sie sich vielleicht fragen: Sehen diese kosmischen Objekte wirklich so farbenfroh aus? Wie würden sie aussehen, wenn wir sie mit unseren eigenen Augen statt durch ein Teleskop sehen könnten? „Die kurze Antwort lautet: Wir wissen es nicht“, sagte Alyssa Pagan, eine wissenschaftliche visuelle Entwicklerin am Space Telescope Science Institute (STScI), die Teil des Teams ist, das daran arbeitet, den JWST-Bildern Farbe zu verleihen.

Aber eines ist sicher: Ein Universum wie dieses werden Sie nie sehen. JWST ist ein Infrarotteleskop, das heißt, es „sieht“ das Universum in Lichtwellenlängen, die länger sind als die des roten Lichts, das die längsten Wellenlängen hat, die wir mit unseren Augen wahrnehmen können. Wenn man diese Objekte direkt betrachten könnte, sagte Pagan, würde man möglicherweise etwas sehen, das den Bildern von Teleskopen, die auf sichtbarem Licht basieren, wie zum Beispiel dem Hubble-Weltraumteleskop, ähnlicher wäre. Aber auch dieser Vergleich ist nicht ganz korrekt, da Hubble viel größer und empfindlicher ist als das menschliche Auge. Darüber hinaus kann ein Teleskop für sichtbares Licht andere Bildmerkmale erfassen als ein Infrarotteleskop, selbst wenn es auf dasselbe Ziel fokussiert ist.

Wie wählen Sie also die Farben für diese spektakulären Bilder aus? JWST-Ziele werden durch mehrere am Teleskop montierte Filter betrachtet, die einen bestimmten Bereich von Infrarotlichtwellenlängen „sehen“. Das Teleskop des JWST verfügt über eine Nahinfrarotkamera und sechs Filter, die alle leicht unterschiedliche Bilder aufnehmen. Durch die Kombination dieser Bilder zu einem zusammengesetzten Bild konnten Pagan und Joe DePasquale, ein weiterer wissenschaftlicher visueller Entwickler bei JWST STScl, ein Vollfarbbild erstellen.

Als Pagan und DePasquale die Bilder zum ersten Mal erhielten, erschienen sie in Schwarzweiß. Pagan erklärt, dass dem Diagramm später Farbe hinzugefügt wurde? Bild, da die Daten der verschiedenen Filter in ein Spektrum sichtbaren Lichts übersetzt werden. Die längsten Wellenlängen erscheinen rot, während kürzere Wellenlängen blau oder violett erscheinen. „Wir nutzen diese Beziehung mit der Wellenlänge und Farbe des Lichts und wenden sie einfach auf Infrarot an“, sagte Pagan. Sobald die einzelnen Farben zum Bild hinzugefügt wurden, können noch einige weitere Änderungen vorgenommen werden.

Manchmal kann die Originalfarbe ein Bild verwaschen oder staubig aussehen lassen und ihm eine schärfere Qualität verleihen. Farben können geändert werden, um bestimmte Merkmale hervorzuheben, die schwer zu identifizieren sind. Pagan und DePasquale arbeiten außerdem mit Forschern zusammen, um sicherzustellen, dass die Bilder wissenschaftlich genau sind, insbesondere wenn sie im Zusammenhang mit einer bestimmten wissenschaftlichen Entdeckung präsentiert werden müssen, da das Licht so gedehnt wurde, dass es so große Entfernungen zurücklegen kann, sagte Pagan. Farbbilder können zwar keine spezifischen wissenschaftlichen Daten liefern, sie können jedoch zur Veranschaulichung bestimmter Erkenntnisse beitragen. Manchmal können sie Wissenschaftlern auch dabei helfen, Bereiche zu erkennen, die sie möglicherweise untersuchen möchten, sagte Pagan. Beispielsweise bieten die am weitesten entfernten Objekte in der ersten Deep-Field-Ansicht des JWST – sie erscheinen rot – Ziele für die Untersuchung des frühen Universums, als diese Objekte im Deep Field existierten.

Die Farben in den JWST-Bildern sind möglicherweise nicht „echt“, aber täuschen Sie sich nicht – diese Farben sollen Sie nicht täuschen und wurden auch nicht ausgewählt, um gut auszusehen. Die Bilder sollen möglichst deutlich vermitteln, was JWST sehen kann – und was unsere Augen nicht sehen können. „Wir wollten die Dinge einfach verbessern und sie wissenschaftlich verständlicher und ansprechender machen“, sagte Pagan. Eine ikonische Säule der Schöpfung. Links ist eine Beobachtung des Hubble-Weltraumteleskops und rechts ein neues Foto des James-Webb-Weltraumteleskops. (Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, STScl; Joseph ReRasawale, (STScl)) Anton M. Koekemaer (STScI), Alyssa Pagan (STScl). )

Sie können einige der Unterschiede zwischen Teleskopbildern im sichtbaren Licht und im Infrarotbereich erkennen, indem Sie die Bilder der berühmten Säulen der Schöpfung von JWST und Hubble vergleichen. Auf dem Hubble-Bild erscheinen die meisten Säulen tiefrot, während das JWST-Bild die meisten Säulen in Gold- und Orangetönen darstellt. Dies bedeutet, dass die Säulen sichtbares Licht mit längeren Wellenlängen (rot) aussenden, das jedoch näher an der Mitte des im Bild dargestellten Infrarotlichtspektrums liegt. Der Großteil des die Säulen im Hubble-Bild umgebenden, verdeckenden Materials und sogar ein Teil des Materials in den Säulen selbst fehlt im JWST-Bild. Das bedeutet, dass dieser Teil des Gases und Staubes im Infrarotbereich transparent ist. Das JWST-Bild hebt außerdem mehr rote Sternentstehungsgebiete hervor, die im Hubble-Bild durch dichte Gas- und Staubwolken verdeckt werden.

Von: Rebecca Sohn

FY: He Danhuai

Sollte es zu einer Verletzung der entsprechenden Inhalte kommen, wenden Sie sich bitte an den Autor, damit dieser diese nach der Veröffentlichung des Werks löschen kann.

Bitte holen Sie die Genehmigung zum Nachdruck ein und achten Sie auf die Wahrung der Integrität und die Angabe der Quelle