تلسکوپ هابل چگونه از فضا تصاویر رنگی تهیه می کند

تصاویری که تلسکوپ ها از اعماق فضا می گیرند بدون رنگ هستند. تلسکوپ های مدرن به دوربین های دیجیتالی مجهز هستند که از سنسورهای CCD بهره می گیرند تا تصاویری متشکل از پیکسل های سیاه و سفید تهیه کنند. این نوع تصویربرداری باعث می شود که پس از رنگی شدن عکس ها، بسیاری تصور کنند که این تصاویر واقعی نبوده، اما در حقیقت اینگونه نیست. تصویربرداری اولیه سیاه سفید و سپس رنگی کردن آن دلایل موجهی دارد و صرفاً برای زیبایی نیست. از جمله آنها می توان اشاره کرد که بعضی از رنگ هایی که ما در تصاویر فضایی می بینیم در حالت عادی و بدون تجهیزات، برای چشمانمان نامرئی هستند و این متخصصانند که با رنگی کردن عکس های فضایی، آن ها را مرئی می کنند.

در ادامه مطلب با دیجیاتو همراه باشید تا پی ببرید که چرا تصاویر فضایی ابتدا سیاه و سفید گرفته می شوند و چگونه تلسکوپ هابل آن ها را رنگی می کند.

درست است که عکس ها به صورت سیاه و سفید ضبط می شوند، اما به این معنی نیست که تلسکوپ ها روشی برای رنگ شناسی آن ها ندارند. تلسکوپ هابل دارای تعدادی فیلتر مختلف است که هر یک نور با طول موج خاصی را عبور می دهد. مثلاً فیلتر «باند باریک» تنها به بخش کوچکی از نور مرئی اجازه عبور می دهد اما فیلتر «باند پهن» بخش زیادی از طیف رنگ های مرئی، مثلاً تمامی طیف های قرمز و سبز را تحت پوشش خود در می آورد.

این فناوری به تلسکوپ اجازه می دهد از یک شیء، چندین عکس با فیلترهای مختلف تهیه کند. یک عکس به تنهایی ممکن است نور طیف آبی و دیگری نور زردی را که از آن شیء ساطع می شود نشان دهد. اما با ترکیب این عکس ها از طیف های رنگی گوناگون می توان به تصویری تمام رنگ دست پیدا کرد.

تصاویر کهکشان ها معمولاً با استفاده از فیلترهای «باند پهن» ثبت می شود. دلیل این امر، دریافت نور بیشتر برای تخمین رنگ نزدیک به واقعیت است. از طرف دیگر، سحابی ها با استفاده از فیلترهای «باند باریک» تصویربرداری می کردند که در این حالت عکس هایی شارپ با جزئیات بالا به دست می آید. از ویژگی های تهیه تصاویر با این نوع فیلتر می توان به اغراق در رنگ ها و خیالی شدن تصاویر اشاره کرد زیرا دوربین از اکسپوژر طولانی استفاده می کند تا بتواند رنگ هایی را که انسان به سختی قادر به دیدنشان است، ثبت کند. اگر با انواع سحابی آشنایی ندارید، در مطالب دیگر به بررسی این پدیده نجومی پرداخته‌ایم.

ضبط تصاویر با فیلترهای مجزا، علاوه بر این که در نهایت به تصویری زیباتر منجر می شود، اطلاعات مفیدی را نیز در اختیار دانشمندان قرار می دهد. برای مثال، میزان قرمزی یک سحابی می تواند درصد گوگرد را در آن نشان دهد، آبی نشانگر اکسیژن و سبز ممکن است حاکی از وجود هیدروژن باشد. با این تفاسیر، اگر تصویر بدون مجزاسازی رنگ ها گرفته شود، ترکیب رنگ این سه گاز به قرمز متمایل می گردد و عملیات شناسایی ترکیبات موجود در سحابی را با مشکل مواجه می کند.

تا به اینجا، دریافتیم که عکس های اصلی ابتدا به صورت سیاه و سفید در چند نسخه با استفاده از فیلترهای مخصوص گرفته می شوند. سپس با توجه به طول موج نور مرئی عبوری از فیلترها، رنگی می گردند. در مرحله آخر چند تصویر نیز در محدوده نورهای نامرئی یعنی مادون قرمز و فرابنفش گرفته می شود. اینگونه، دانشمندان علاوه بر تشخیص چگالی اشیاء، می توانند مواردی مثل رفتار و نشانه های گرمایی سوژه مورد نظر را بررسی کنند. با این وجود، چون این طیف ها نامرئی هستند، دانشمندان برای تحلیل دقیق آن ها و سادگی کار خود، رنگ هایی مرئی را به این طول موج ها اختصاص می دهند.

برای مثال تصاویر گرفته شده توسط تلسکوپ هابل از «سحابی تخم مرغ» که در اطراف آن ستاره ای در حال مرگ است، ابتدا از فیلترها عبور کرده اند و سپس رنگی شده اند. هر رنگ گویای اطلاعات ویژه ای را ارائه می کند. آبی، نور بازتاب شده ستاره توسط ذرات اطراف آن را نشان می دهد. سبز نورهای بازتاب شده با طول موج بلند را نشان می دهد و رنگ سرخی که در گستره مادون قرمز نمایان شده بیانگر مولکول های هیدروژن اطراف ستاره است. در نهایت هم با ترکیب تمام عکس ها، تصویری از آن لحظه به دست آمده است.

در نهایت به مجموعه همه این تصاویر که با استفاده از فیلترها و در محدوده رنگ های مرئی و نامرئی گرفته شده اند، اصطلاحاً «False Colour» می گویند. البته لغت False به معنی واقعی نبودن رنگ ها نیست، بلکه بیانگر این است که رنگ ها مستقیماً ضبط نشده اند و شیوه تولید آن ها متفاوت است.

زولت لِوای، از متخصصان پردازش تصویر ناسا در سال 2008 طی مصاحبه ای اعلام کرد: «تلسکوپ فضایی هابل برای خلق عکس های زیبا ساخته نشده است. این تصاویر جذاب، بخشی از اطلاعاتی هستند که فضانوردان از آنها استخراج می کنند. در حقیقت این تلسکوپ برای انجام امور علمی رده بالا ساخته شده و روشن است که بهترین نمونه ساخته شده تا کنون محسوب می گردد.»

اگر علاقه دارید که در این باره بیشتر بدانید، وبسایت هابل و آژانس فضایی اروپا را چک کنید. همچنین دعوت می کنیم ویدئوی زیر که چگونگی رنگی کردن یکی از تصاویر تلسکوپ هابل را به طور خلاصه در 2 دقیقه نشان می دهد، تماشا کنید:

[videojs mp4="http://cdn.digiato.com/creating-galaxy.mp4"]