¿Son los colores en el espacio ‘reales’?

¿Son los colores en las imágenes astronómicas ‘reales’?

Por Phil Plait editado por Lee Billings

Cuando doy una charla pública sobre el espacio y muestro las últimas imágenes deslumbrantes de la Telescopio espacial de Hubble o Telescopio espacial James Webb (Jwst), una de las preguntas más comunes que recibo es: “es eso lo que estos objetos en realidad ¿parece?” Lo que suele decir eso es: si los estuvieras presenciando con tus propios ojos, ¿es esto lo que verías?

La respuesta es casi siempre no. ¡Pero no es que los astrónomos estén fingiendo las fotografías! Es solo que las cámaras (especialmente en telescopios) y los ojos funcionan de maneras muy diferentes. Ninguna fotografía, incluidas las que toma con su teléfono inteligente, puede replicar perfectamente lo que ve su ojo. Lo mejor que nuestra tecnología puede hacer es aproximado Lo que ves, y a veces no queremos hacer eso.

Dos tipos de células en sus retinas, llamadas varillas y conosson la base de la visión humana. Las varillas no pueden detectar el color, pero son buenas para registrar niveles bajos de luz (Por eso la tenue luz de la mayoría de las estrellas se ve blanca para el ojo sin ayuda). Los conos son las células que descifran el color, y vienen en tres tipos: cada cono es sensible a la luz roja, verde o azul. Los colores que percibimos cuando miramos un objeto provienen de la mezcla de luz detectada por los conos. Por supuesto, este es un proceso fenomenalmente más complicado que el que acabo de describir, pero esa es la esencia.

Sobre el apoyo al periodismo científico

Si está disfrutando de este artículo, considere apoyar nuestro periodismo galardonado con suscripción. Al comprar una suscripción, está ayudando a garantizar el futuro de las historias impactantes sobre los descubrimientos e ideas que dan forma a nuestro mundo hoy.

Algunas cámaras digitales pueden imitar este enfoque. En lugar de células biológicas sensibles a la luz, tienen píxeles pequeños que esencialmente cuentan cada fotón que las golpea y almacenan ese número electrónicamente. En este sistema, un objeto más brillante, que emite más luz, tiene una mayor cantidad de fotones que un objeto más atenuado.

Sin embargo, estos píxeles no son intrínsecamente capaces de diferenciar el color. Simplemente ven un fotón y lo graban. Para obtener información de color, cada píxel se puede cubrir con un filtro que solo deja a través de una gama de colores en las partes rojo, verde o azul del espectro. Surge una imagen en color después de que se contienen los recuentos de fotones por píxel crudos, luego ordenados y sumados por los colores específicos de la luz detectada.

Esto se llama una imagen de tres colores, y está cerca de lo que ve el ojo. Las cámaras astronómicas generalmente usan filtros rojos, verdes y azules más grandes en todo el campo de visión en lugar del Pequeños filtros que usa una cámara de teléfono inteligente para píxeles individuales, pero el resultado final es muy similar. En cualquier caso, sin embargo, los filtros de color generalmente no pueden igualar exactamente la respuesta al color de sus ojos, por lo que la imagen no es precisamente lo que ves. Aún así, puede estar muy cerca.

Es lo suficientemente bueno para crear una buena fotografía, es decir, si estamos tratando de tomar una imagen que coincida con lo que el ojo vería. Llamamos imágenes como ese “color verdadero”, aunque técnicamente es un nombre inapropiado porque en realidad es solo una aproximación.

Tales imágenes de objetos cósmicos son hermoso (y muy amado por el público) pero de uso limitado para la investigación científica real. Para eso, los astrónomos generalmente prefieren analizar cualquier imagen filtrada de color individualmente en lugar de combinarlas para hacer una fotografía de tres colores.

Eso es porque hay mucho más en “color” que hacer fotos bonitas. El sol emite luz en una amplia gama de longitudes de onda—Ar lo que llamamos un espectro continuo, y cuando miramos, digamos, una flor, refleja una mezcla de esas longitudes de onda de luz hacia nosotros, que percibimos como color. La mayoría de las estrellas también emiten un espectro continuo, pero no todos los objetos astronómicos sí.

El hidrógeno en una nube de gas, por ejemplo, emite luz a longitudes de onda muy específicas, aunque generalmente la mayoría está en 656 nanómetros (en la parte roja del espectro). Emisión como esta crea lo que se llama espectro de línea. Si los astrónomos quieren saber dónde está el hidrógeno en esa nebulosa, usan filtros de “banda estrecha” que solo permiten que esa longitud de onda específica de la luz pase para alcanzar un detector. Estos filtros se pueden sintonizar para aislar la luz de cualquiera de una gran variedad de átomos y moléculas que podrían estar en una nube de gas, permitiendo que la composición, la temperatura, la densidad, la estructura y otras propiedades de una nube.

La mayoría de las fotografías de Nebula que ves usan combinaciones de estos filtros estrechos, por lo que cómo se ven estas imágenes es muy diferente de cualquier vista en primera persona sin ayuda que obtendría si estuvieras flotando físicamente cerca. El proceso de imagen es diferente, por lo que las imágenes mirar diferente. ¡Y eso está bien! Los astrónomos no están tratando de engañarte ni a nadie más. Es solo que estos objetos emiten luz de manera diferente al continuo espectro que nuestros ojos evolucionaron para percibir, pero aún queremos ver a ellos. Entonces creamos este tipo de imágenes para hacer eso.

Sin embargo, nunca me he encontrado con un buen nombre para este proceso. El “color falso” fue popular por un tiempo, pero ha caído en desgracia porque implica falsificación. “Color antinatural” es peor. Sin embargo, la técnica vale la pena los problemas de nombres, ya que nos permite convertir una variedad más amplia de tipos de luz en imágenes. Algunos detectores de cámaras son sensibles a la luz infrarroja.no solo detectores en JWST Pero también los de los teléfonos inteligentes más nuevos. Otros pueden recoger la luz ultravioleta, los rayos X y otros tipos de luz no óptica.

Esto permite la creación de imágenes con una mezcla de luz a través del espectro electromagnético. Por ejemplo, puede hacer una imagen donde la luz ultravioleta se muestra como azul, una luz visible como verde e infrarroja como roja. Las imágenes satelitales representan esto; La vegetación es un excelente reflector de luz infrarrojapor lo que se ve rojo brillante en tales imágenes en lugar del verde verde que ve que su ojo. Las imágenes astronómicas también lo hacen, a menudo con aún más colores: muchas imágenes de Hubble, por ejemplo, usan cinco o más filtros que luego se asignan a diferentes colores correspondientes. Este hace que las imágenes finales resultantes sean especialmente vibrantesaunque no son, al menos en lo que respecta a sus ojos, en verdadero color.

Al final, la forma en que se crea una fotografía depende de su uso. A veces, los astrónomos usan filtros individuales, múltiples filtros o ninguno, dependiendo de lo que estén midiendo. Y las imágenes que ve de los telescopios a través, y arriba, el mundo se puede crear de muchas maneras, luego equilibradas y procesadas delicadamente para mejorar su belleza natural.

Puedes argumentar que ninguno de ellos están en color verdadero. Pero luego, de nuevo, si ellos eran, No podrían revelar la verdadera naturaleza de los objetos que emiten o reflejan varios tipos de luz invisible. Entonces en ese sentido, están todo ¡verdadero!