ハッブル望遠鏡で撮影された写真は実際には白黒ですが、NASA は PS を使用してカラーに変換しました...

3000光年離れたキャッツアイ星雲で、死にゆく星が生涯最後の光を放った。 3000年後、この光景はハッブル望遠鏡によって偶然「見られ」、すべての人に披露されました。

ハッブル望遠鏡は、1990年の打ち上げ以来、20年以上にわたって運用されてきました。この間、ハッブル望遠鏡は、冒頭で述べた有名な「創造の柱」や「キャッツアイ星雲」など、宇宙の象徴的な写真を数多く撮影し、人間の目では到底見ることのできない宇宙の美しさを見せてくれました。

しかし実際には、ハッブル望遠鏡はこれらの色鮮やかな宇宙の光景を一度も見たことがありませんでした。撮影された宇宙の画像は実際にはカラーではなく、白黒の色合いです。

これは、ハッブル望遠鏡のカメラが、宇宙光のスペクトル範囲を感知できるものの、入射光の色を表示できない特殊な電子検出器である CCD 検出器 (電荷結合素子) を使用しているためです。

さらに、ハッブル望遠鏡の写真撮影の主な原理は、反射光の明るさに基づいています。何千光年も離れた宇宙の物体については、白黒画像が最も直感的で鮮明です。

NASAが白黒写真をカラー化

ハッブルが捉えた生データはNASAの地上観測所に送り返され、その後天文学者に研究のために引き渡される。

しかし、天文台がこれらの生の写真データを直接公開した場合、ほとんどの人はそこに含まれる天体構造や情報を見ることができません。 NASAは一般の人々への配慮から、写真を「美化」し、色を加えることにした。したがって、現在私たちが目にしているハッブル望遠鏡による宇宙の写真は、実は NASA が PS を使用して合成したカラー写真なのです。

しかし、こうすることで、NASA は国民を欺いているのではないでしょうか?ハッブルから送られてきた写真は明らかに白黒ですが、あなたはそれを「恣意的に」色付けしました。 NASA はどのようにして各エリアの色が正確であることを保証しているのでしょうか?

ハッブル望遠鏡に戻りましょう。撮影した写真は白黒ですが、すべてカラー情報を含んでいます。

実際、天体からの光には多くの色があり、それぞれの色は特定の種類の電磁波に対応しており、前述したように、ハッブル望遠鏡の CCD 検出器は光のスペクトル範囲を感知することができます。

したがって、ハッブルは可視光のすべての波長だけでなく、赤外線や紫外線など人間の目には見えない多くの波長も検出できます。

天体は異なる波長の光によって異なって見えます。ハッブル望遠鏡は、異なる波長の天体を記録するために特殊なフィルターを使用します。

フィルターは広帯域または狭帯域にすることができます。広帯域フィルターは、スペクトルの赤の領域全体や緑の領域全体など、複数の色を通過させます。狭帯域フィルターは、通常は原子レベルで特定の帯域の光のみを通過させます。

このフィルターにより、ハッブル望遠鏡は同じ天体を異なる波長で撮影できるようになります。特定の波長を記録した元の写真データが NASA に送信された後、今度は「PS」チームが作業を行います。

その前に、RGBの三原色について簡単に紹介したいと思います。 RGB は、赤、緑、青の 3 つのチャネルの色を表します。この規格は、人間の視覚で認識できるほぼすべての色をカバーしています。これは現在最も広く使用されているカラーシステムの 1 つであり、NASA の色分けの基礎にもなっています。

まずは簡単なものから始めましょう。土星の写真を例にとると、研究者は「広帯域フィルタリング」法を使用して、ハッブルから送信された広帯域フィルター写真を長波長、中波長、短波長の 3 つの異なる波長帯に分割します。

次に、3 つの白黒画像に、波長帯の対応する位置に基づいて色が割り当てられ、長波には赤、中波には緑、短波には青が割り当てられます。

PS を介してこれら 3 枚の写真を結合すると、「真の色」の写真が得られますが、この方法は色が少なく、周囲の環境が単純な天体にのみ適しています。

しかし、私たちの宇宙には多くの星雲や銀河があり、これらの天体の色や環境はより複雑です。現時点では、研究者は宇宙のさまざまなガスの色を追跡することによってのみ写真を「カラー化」することができます。この方法は「狭帯域フィルタリング」と呼ばれます。

たとえば、創造の柱の有名な写真。創造の柱は巨大な星雲と宇宙塵で構成されています。これらの星雲は水素、酸素、硫黄で満たされています。

ハッブルは狭帯域フィルターを通してこれらの元素の狭い光帯を記録しました。元素の電子遷移によって放出されるエネルギー波長は異なるため、元素によって色も異なります。元素スペクトルによれば、赤は硫黄、緑は水素、青は酸素を表します。

最後に、パレットを使用して画像を合成し、星雲の正しい構成を確保しながら最高の色のコントラストを保ち、カラー写真に合成しました。

ちなみに、視覚的な考慮のため、星雲に少し光と影を加えたり、星に明るい光を加えたりなど、写真が強調されることもあります。

これらの手順が完了すると、正確な天文学的情報を含む「カラー」画像が生成されます。 NASAがインターネットで公開することで、一般の人々でもこれらの天文写真を理解できるようになります。

ハッブルが運用されてから20年以上にわたり、NASAの「PS」チームは何万枚もの素晴らしい画像を生み出してきました。このチームは天文学に関する幅広い知識を有しており、彼らが作成する画像は科学的であると同時にコミュニケーション的なものでもあります。

さらに、NASA が作成したこれらの写真は一般に無料で公開されています。使用時に NASA からのものだと示さなくても問題ありません。なぜなら、元の写真は NASA が撮影し、流通している写真は NASA がフォトショップで加工したものだからです。誰が著作権料を請求できるのでしょうか?彼らの主な目的は、写真をより広く広めることです。

写真のカラー化は一般の人々のためだけではなく、天文学者も画像の見栄えを良くしたいと考えています。宇宙のどこかでコントラストが高まったり、他の場所でいくつかの明るい点が見つかったりすると、複雑な構造や星雲間の関係を理解するのに役立つからです。

したがって、写真の操作に関して NASA を責めないでください。

彼らは科学のために一生懸命働いています。