Leserspørsmål: Stjernetåkers virkelige farge

Er stjernetåker virkelig så flotte og fargerike som bildene av dem tilsier?

Stjernetåker må være ett av de vakreste fenomenene i universet. De intrikate formasjonene av støv og gass drysset med stjerner lyser i de utroligste farger der ute i verdensrommet. De er så vakre at det nesten ikke er til å tro. Og man kan lure på om bildene man ser av stjernetåker er helt ekte, eller om astronomer har sittet i Photoshop og lekt seg for å gjøre virkeligheten litt vakrere.

Spørsmålet

Tidligere i år delte jeg et blogginnlegg med bilder av stjernetåker. Dette fikk Bjørn til å undre seg:

«Er dette den opprinnelige fargen på en tåke?»

Hva er egentlig den ekte fargen til et astronomisk objekt? Finnes det egentlig et godt svar på dette spørsmålet i det hele tatt?

Svaret

Svaret på spørsmålet ovenfor er både ja og nei. Det spørs hva vi mener med «opprinnelig» eller «ekte» farge. La oss se på hvordan astronomiske bilder faktisk settes sammen!

Å «lage» et astronomibilde

Når astronomer skal ta bilde av en stjernetåke, eller et hvilket som helst annet astronomisk objekt, tar de flere bilder av samme objekt. Hvert bilde blir tatt med forskjellig fargefilter, og deretter kombineres disse forskjellige bildene til ett endelig bilde. Ett fargefilter slipper igjennom et lite knippe bølgelengder sentrert om en bestemt bølgelengde. Et sett av filtre kalles et fotometrisk system.

Teleskopkameraer ser i utgangspunktet bare lysstyrken, ikke fargene, til en stjernetåke. Hvert filterbilde resulterer i ett sort/hvitt-bilde av lyset som filteret har sluppet igjennom. Når de forskjellige filterbildene skal sette sammen til et endelig bilde, gis hvert sort/hvitt-bilde en farge basert på filteret som er brukt. Har man brukt et filter som slipper igjennom røde bølgelengder, gir man gjerne dette sort/hvitt-bildet en rød farge.

Her er et eksempel på et galaksebilde som er satt sammen av bilder tatt i syv forskjellige filtre:

Hvordan et bilde av galaksen NGC 1512 er satt sammen. Trykk på bildet for å lese mer om de forskjellige bildene og se hvilke bølgelengder som er representert her. Bilder: NASA, ESA, Dan Maoz (Tel-Aviv University, Israel, and Columbia University, USA)
Ikke-synlige bølgelengder

Øynene våre er begrenset til å kunne registrere lys i synlige bølgelengder (derav navnet). Men teleskopkameraer kan designes til å se andre typer stråling, slik som røntgenstråling og gammastråling. Du kan derfor finne utallige bilder av samme objekt tatt i forskjellige bølgelengdeområder. Se for eksempel disse bildene av Krabbetåken:

Krabbetåken sett i ulike bølgelengder. Bilder: Very Large Array (radiobølger), Spitzerteleskopet (infrarødt lys), Hubbleteleskopet (synlig lys), Swiftteleskopet (ultraviolett lys), Chandrateleskopet (røntgenstråling), og Fermiteleskopet (gammastråling).

Det som er så flott med å kunne ta bilder i forskjellige bølgelengdeområder, er at ulike fysiske fenomener sender ut stråling i forskjellige bølgelengder. Slik kan vi «se» mange aspekter ved et objekt som vi mennesker ikke ville klart å se med øyne våre.

Astronomer bruker kunstige farger når de setter sammen disse bildene slik at de ellers usynlige bølgelengdene blir gjort synlig for oss. Sånn sett viser ikke disse bildene stjernetåkenes ekte farger, for vi vet ikke hvordan fargen til bølgelengder utenfor den synlige delen av spekteret faktisk ville sett ut, dersom vi kunne se dem.

«True color images»

Selv når et teleskop har tatt et bilde i synlig lys, er bildet satt sammensatt av sort/hvitt-bilder tatt i forskjellige filtre som etterpå er gitt hver sin farge og lagt oppå hverandre.

Noen astronomibilder er såkalte «true color images». Dette er bilder hvor fargene ligger mest mulig opp mot det vi ville sett med våre øyne. For å lage et «true color»-bilde, må fargene man gir bildene være mest mulig like bølgelengdene som filteret har sluppet igjennom. Fargene er sånn sett ekte, men alle bølgelengder innen det synlige spekteret vil ikke være med i bildet.

Men det at et bilde er tatt i synlig lys, er heller ingen garanti for at du ser en stjernetåkes «ekte» farger. For eksempel er begge disse bildene tatt i synlig lys:

«Skapelsens pillarer» i Ørnetåken. Bilder: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA) (venstre), og ESO (høyre)

ESO-bildet til høyre er satt sammen av tre bilder tatt med tre filtre som slipper gjennom henholdsvis røde, grønne og blå bølgelengder, og de tre sort/hvitt-bildene er etterpå gitt disse fargene. Mens bildet fra Hubbleteleskopet til venstre er satt sammen av tre bilder tatt i to forskjellige røde filtre og et grønt filter, hvor de tre bildene etterpå er gitt henholdsvis fargene rødt, grønt og blått. ESO-bildet ligger derfor nærmere det vi ville sett med øynene våre.

Her er flere eksempler på hvordan astronomibilder kan bli fargelagt utifra hvilke filtre som er brukt:

Tre eksempler på hvordan astronomibilder settes sammen av tre bilder tatt i tre ulike filtre. Øverst i bildene vises de tre bølgelengdene som er fotografert, og nedover vises det hvilken farge disse dataene er blitt gitt i det endelige bildet. Dersom de observerte bølgelengdene ligger nært opp mot fargene som velges i det endelige bildet, får man et «true color image» (venstre bilde). Dersom fargene i bildet velges litt annerledes enn de observerte bølgelengdene, men fortsatt er noenlunde innenfor riktige bølgelengder, får vi et «enhanced image» (midterste bilde). Dersom de observerte bølgelengdene er utenfor det synlige spekteret, er fargene bare representative og reflekterer ikke det vi faktisk vil se i det hele tatt (høyre bilde). Trykk på bildet for å se en større utgave. Bilder: Skjermbilder fra nettsidene til Hubbleteleskopet.
Jakten på det interessante

Astronomer er ofte interessert i svært spesifikke bølgelengder av lys som er tilknyttet bestemte fenomener. For eksempel kan de være interessert i bølgelengder som er relatert til oksygen eller hydrogen. Da kan de bruke et filter som slipper igjennom akkurat de bølgelengdene som disse stoffene sender ut. Dette lyset forteller oss da hvor mye det finnes av disse stoffene i for eksempel en stjernetåke og hvordan det er fordelt i tåken.

Det finnes en viss konvensjon om at hydrogen farges rødt, oksygen farges grønt og svovel farges blått i astronomibilder.

  • Les mer: Et rosa univers (blogginnlegg om tilstedeværelsen av hydrogen i universet)

Astronomer kan gi bølgelengder en kunstig farge for å tydeligere skille ulike bølgelengder fra hverandre, slik som i Hubblebildet ovenfor gjorde med de to rødfargene som ble vist som rødt og grønt. Dette gjøres for vitenskapen, ikke for syns skyld. Men det blir ofte vakkert likevel!

Konklusjon

Hvor «ekte» fargene i et astronomibilde er, bestemmes av hvor godt fargene i bildet samsvarer med filtrene som er brukt for å ta bildet. Det er dessverre ikke så lett å vite om bildet man ser på er et såkalt «true color»-bilde eller ikke, med mindre det er spesifisert i bildeteksten.

Men den virkelig ekte fargen til en stjernetåke må kanskje sies å være det vi ville sett dersom vi kunne se alle bølgelengdene i det elektromagnetiske spekteret med øynene våre, uten å måtte legge inn kunstige farger og uten å utelate noen bølgelengder? Eller er den ekte fargen det vi faktisk kan se med øynene våre? Hva mener du?

Det er som regel ikke vitenskapelig interessant å forsøke å lage bilder som ligger mest mulig opp mot det vi kan se med øynene våre, fordi øynene våre er så begrensede. Synlig lys er en svært liten del av det elektromagnetiske spekteret! Men det å etterligne hva øynene våre kan se ved å lage «true color»-bilder er en spennende måte å vise frem verdensrommet på. Universet føles på en måte litt mer virkelig da 🙂

Les mer:

* * *

Dette var andre blogginnlegg i Leserspørsmål-serien. Hva lurer du på?

Hovedbilde: NASA/JPL-Caltech/N. Flagey (IAS/SSC) & A. Noriega-Crespo (SSC/Caltech)

Relaterte innlegg

Legg inn en kommentar

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.