Космос с зеленым оттенком

Существуют ли зеленые звезды?

Направьте телескоп в ночное время, и вы сможете насладиться яркими и разноцветными звездами. У нас есть оранжево-красный Антарес, ярко-синий Ригель, а также множество красных и желтых звезд. А где зеленые? Существуют ли они, и почему мы не можем их найти?

Чтобы ответить на этот вопрос, важно понять, как именно объекты излучают воспринимаемый нами свет. Звезда излучает свет из-за высокого температурного нагрева. Вы можете наблюдать это экспериментально, если начнете нагревать метал.

Сначала он не будет менять цвет. Затем вы нагреете его до красного цвета, после чего получите янтарный, сине-белый, а потом металл просто расплавится. Вы смогли успеть зафиксировать зеленый? Нет.

Вы могли заметить, что звезды отличаются по цвету, который, на самом деле, зависит от поверхностной температуры.

Все дело в излучении абсолютно черного тела. Если вы отобразите увиденные цвета от нагретого объекта, то получите кривую черного тела. Она охватывает широкий диапазон длин волн. Пик зависит от температуры.

Видимый свет – лишь самая узкая часть электромагнитного спектра. Более прохладные объекты высвобождают инфракрасные лучи, а невероятно раскаленные выдают ультрафиолетовые или рентгеновские. Важно запомнить, что звезда (как и любой объект) не излучает свет на одной длине волны.

Допустим, у нас есть звезда с температурой в 4500 К. Тогда пик кривой черного тела будет находиться в оранжевой части спектра. И вы без проблем можете наблюдать оранжевые звезды в небе. Теперь найдем звезду с нагревом в 6000 К, чей пик находится в сине-зеленой части спектра. И где же зеленые звезды?

Зависимость цвета звезды от температуры ее поверхности

Интересно, что многие звезды находятся в пике сине-зеленого спектра излучения. Даже наше Солнце входит в эту категорию. Однако мы все еще не видим его волшебного зеленого свечения. Почему так происходит?

К влияющим факторам следует добавить особенности зрения. Наши глаза улавливают широкий диапазон длин волн. Все они комбинируются и обрабатываются в виде одного цвета. В конкретном случае получается белый. Да, например, Солнце достигает пика в сине-зеленом спектре, но оно также излучает синие и красные спектры. Мозг смешивает цвета и выходит белый.

Излучение абсолютно черного тела широкого спектра поражает все три разновидности колбочек в человеческом глазу: красные, синие и зеленые восприятия. Поэтому Солнце излучает фотоны с зеленой длиной волны, но звезда также дает много красного и синего.

Выходит, «зеленые» звезды существуют, вот только нам никогда их не увидеть. Есть ли исключения? Это снова только теории. Если бы звезда излучала очень узкий спектр зеленого света и попадала в зеленые конусы средней длины, то мы б смогли увидеть зеленую звезду.

Но так просто не бывает. Широкий спектр видимого света от звезды всегда будет смешиваться в конкретные цвета (синий, белый, красный, оранжевый), которые мы всегда видим в небе. Да, вы не сможете увидеть зеленое Солнце, но от этого менее красивым оно не стало.

Источник

Вселенная сегодня

Новости космоса и астрономии

Туманность Венок (Wreath Nebula, Barnard 3) пылает зеленым в космосе на этой фотографии Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Предоставлено: NASA/JPL-Caltech/UCLA.

Хотя поиски зеленого пива в космосе были бы трудны, мы рады сообщить, что есть другие способы отпраздновать День Святого Патрика, смотря на ночное небо. Просто посмотрите туманности и полярное сияние на этих картинках!

Слово предостережения, эти фотографии сняты камерами, которые подвергаются действию света очень долгое время, иногда используют различные фильтры, чтобы получить эти цвета. Туманность, например, видимая нашими собственными глазами, не выглядит такой ошеломляющей.

Фотография выше показывает Туманность Венок (Wreath Nebula), которая вероятно заполнена теплыми пылевыми частицами, которые имеют почти такой же состав как смог.

RCW 120. Предоставлено: NASA/JPL-Caltech.

Вот фотография туманности «Зеленое Кольцо»; стоит почитать пресс-релиз НАСА для веселых ссылок на Зеленые Фонари. Но помимо научной фантастики, есть и чистая наука в действии здесь: «Зеленый цвет представляет инфракрасный свет, поступающий от крошечных пылевых гранул, названных полициклические ароматические гидрокарбонаты», пишет НАСА. «Эти маленькие гранулы были разрушены внутри пузыря. Красный цвет внутри кольца показывает немного большие, более горячие пылевые гранулы, нагретые массивными звездами».

Часть туманности Лагуна (Lagoon nebula), сфотографированная телескопом Gemini South с помощью спектрографа Gemini Multi-Object Spectrograph. Предоставлено: Julia I. Arias and Rodolfo H. Barbá Departamento de Física, Universidad de La Serena (Chile), and ICATE-CONICET (Argentina).

Вы можете увидеть оттенки зеленого на фотографии туманности Лагуна (Lagoon Nebula) выше. Используя фильтр, который подбирает зеленую эмиссию (сера), астрономы собрали немного изумрудов.

Фотография октября 2012 года от Jason Arhns на Аляске, которую он называет «призрачное пламя». Предоставлено: Jason Arhns.

Если вы живете достаточно к северу или к югу, вам иногда удастся увидеть полярные сияния, танцующие в небе. Эти события, иногда известные как Северные Огни или Южные Огни, происходят из-за взаимодействия между частицами Солнца и верхними слоями атмосферы. У нас было несколько фото в октябре 2012 после солнечной вспышки, выпущенной связкой этих частиц в направлении Земли. Большая часть света, которую вы видите в полярном сиянии, исходит от атомов кислорода, бывших в «возбужденном состоянии» от взаимодействия с частицами Солнца; зеленый появляется на больших высотах, а красный на более низких высотах.

Кривая света от различных звезд.

Единственный объект, который не может пылать зеленым в космосе — это звезда. Звездные цвета зависят от поверхности звезды. Синие звезды, самые горячие, имеют температуру около 12,000 Кельвин, а красные, самые холодные, менее 3,500 Кельвин. (Солнце где-то в середине, 6,800 Кельвин, поскольку оно испускает белый свет).

Название прочитанной вами статьи «Что пылает зеленым в космосе?».

Источник

Раскрашивая Космос

Как цвет позволяет увидеть невидимое

Вселенная невероятно красива. За последние 25 лет, благодаря таким телескопам, как «Хаббл», мы смогли увидеть космос красочным и волшебным. Словно кто-то махнул радужной кистью по черному холсту бездны. Однако, то что мы видим на цветных фотографиях вселенной — это фальшивка, созданная для нашего удобства, комфорта и привлечения внимания.

Но не спешите с выводами, распутывать этот заговор необходимо с самого начала — с основ того, что такое цвет, как создаются фотографии космоса и почему NASA раскрашивает их.

RED GREEN BLUE

Взгляните на картинку выше. Это весь свет во вселенной, который мы с вами можем видеть. Это мизерная доля спектра электромагнитного излучения и большинство частот невидимы нашему глазу. Тот свет, что доступен восприятию человека начинается с красного в самой длинной части волны и заканчивается фиолетовым на самой короткой частью волны. Все это — видимый спектр.

Человек воспринимает свет в видимом спектре благодаря клеткам в наших глазах — конусам, которые интерпретируют отражаемый от объектов свет. В глазах человека расположено три типа конусов, восприимчивых к длинным, средним и коротким электромагнитным волнам. Если переводить их в цвет, то приблизительно эти частоты можно отнести к красному, зеленому и синему в видимом спектре.

Красный, зеленый и синий — главные цвета. Все остальные цвета — результат комбинации этого трио. Данная комбинация стала ключевым принципом в деле раскрашивания черно-белых фотографий.

ДОБАВЛЯЯ КРАСКИ

Портрет выше был сделан в 1911 году. Это один из первых примеров цветной фотографии, хотя в действительности он создан на основе трех черно-белых кадров, наложенных друг на друга. Русский химик и фотограф Сергей Прокудин-Горский сделал три идентичных снимка Алим-хана используя три фильтра для отдельных цветов света. Один позволял красному свету проходить в камеру, второй — зеленому и третий — синему. Увидеть эффективность такого простого метода можно просто взглянув на кадры снятые с красным и синим фильтром.

Обратите внимание, насколько яркой выглядит синяя одежда хана на фото справа. Это означает, что больше света синего цвета проходило через фильтр. Раскрашивание и комбинирование трех негативов позволяет нам увидеть следующее:

ШИРОКИЙ СПЕКТР

Пришло время вернуться в космос. Космический телескоп «Хаббл» находится на орбите Земли с 90-го года прошлого века, позволяя нам заглядывать в далекие уголки вселенной и представляя подобные изображения:

• 
• 
• 
• 

Трюк в том, что каждый цветной кадр начинает свою жизнь черно-белым. Связано это с тем, что главная функция телескопа в измерении яркости света, отражаемого объектами в космосе. Четче всего такие кадры получаются в черно-белом виде. Цвета добавляются позже, подобно портрету Алим-хана, за тем исключением, что ученые используют специфические программы, подобные Photoshop.

Давайте используем этот снимок Сатурна для разбора:

Фильтры разделяют свет на длинные, средние и короткие волны. Процесс называется «широкополосная фильтрация», так как нацелен на широкие диапазоны спектра. После этого каждый черно-белый кадр получает свой цвет, в зависимости от позиции в видимом спектре.

Комбинированный результат позволяет увидеть истинное изображение, если бы наши глаза были сопоставимы с Хабблом по мощности.

То же можно проделать и на примере Юпитера. Обратите внимание, как комбинирование красного и зеленого создает желтый, а появление синего фильтра вводит бирюзовый и пурпурный для представления всего спектра.

Пришло время добавить еще один уровень сложности.

УЗКОПОЛОСНЫЙ СВЕТ

Наблюдение за объектом в том виде, каким он предстает перед нашими глазами — не единственный способ применения цвета. Ученые используют цвет для определения, как различные газы взаимодействуют в космосе для формирования галактик и туманностей.

Телескоп Хаббл способен делать снимки в очень узких спектрах света, исходящего от индивидуальных химических элементов, таких как кислород и углерод. Цвет позволяет выявлять их наличие на изображениях. Данный процесс называется «узкополосная фильтрация». Самое частое применение такой фильтрации полагается на изолированный свет водорода, серы и кислорода — три строительных блока звезд.

Самый известный пример фотографии, снятой при помощи узкополосной фильтрации Хабблом — «Столпы творения». На кадре видны невероятно огромные «колонны» газа и пыли в процессе формирования новых звездных систем.

Но это не так, как выглядит данная часть космоса, если смотреть глазами человека. Получившийся снимок скорее можно назвать раскрашенной картой.

Водород и сера в естественной среде находятся в красной части спектра. В то же время кислород ближе к зелено-синей части цветового спектра. Раскрашивая такие снимки согласно позиции в спектре мы получим: красный, красный и циан. В результате «Столпы» получатся такими:

Согласитесь, не очень удобно для визуального анализа. Чтобы получить полноцветный кадр и отделить водород от серы, ученые назначают элементам цвета согласно хроматическому порядку: красный, зеленый и голубой.

По сути это значит, что так как у кислорода самая высокая частота из трех, то ему назначают синий цвет. Несмотря на то, что водород — красный, его частота выше серы, поэтому его раскрашивают в зеленый. В результате мы получаем полноцветное изображение, изучая процесс, в котором могла зародиться и наша Солнечная система.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЦВЕТОВ

Космический телескоп Хаббл способен «видеть» свет и за пределами видимого спектра — в ближнем инфракрасном и ультрафиолетовом диапазоне.

Рассматривая те же Столпы творения, в инфракрасном спектре кадр будет выглядеть совсем иначе. Длинные волны преодолевают облака газа и пыли, блокирующие свет в видимом спектре, представляя группы звезд как внутри «Столпов», так и за их пределами.

Кадры, отражающие невидимый свет, раскрашиваются похожим образом. Снимки в различных диапазонах получают световое кодирование на основе хроматического порядка — низкие частоты становятся красным, высокие — синим.

Подобные манипуляции восприятием могут вызвать вопрос — а реален ли цвет? Ответ прост: и да, и нет.

Цвет отражает реальные данные и используется для визуализации химического состава объекта или области космоса, помогая ученым выяснять, как газы за тысячи световых лет от нас взаимодействуют друг с другом. Это критическая информация, благодаря которой мы можем строить модели формирования галактик и звезд. Даже если с технической стороны для нас космос не выглядит таким образом, результаты наблюдений и съемки не выдуманы.

Цвет помогает нам видеть не только красивые картинки, но и отражает невидимые нашему глазу части вселенной.

Источник