კოსმოსის ფერადი სურათები “ყალბი” არ არის – თუ ასე ფიქრობთ, ძალიან ცდებით

  სახელგანთქმული კიბორჩხალას ნისლეულის ეს ულამაზესი ფოტო, ორი კოსმოსური ტელესკოპით -“ჰერშელი” (ESA) და “ჰაბლი” (NASA/ESA), ინფრაწითელსა და ხილულ დიაპაზონში გადაღებულ კომპოზიტურ გამოსახულებას წარმოადგენს.

 ჩვენ გვაჩვენებენ NASA–სა და სხვა კოსმოსური სააგენტოების მიერ გადაღებულ შესანიშნავ სურათებს: ნისლეულებისა და გალაქტიკების გამაოგნებელი სტრუქტურები, მკვდარი ვარსკვლავიერი სისტემები – წარსულის ნარჩენები; მრისხანე ზეახალი ვარსკვლავები ჩვენს თვალწინ ფეთქდება, ხოლო ახალშობილმა ვარსკვლავებმა ეს–ესაა თავიანთი ღრუბლოვანი საბურველიდან გამოიხედეს.

 იმის ნაცვლად, რომ მოვდუნდეთ და დავტკბეთ სამყაროს მიერ შემოთავაზებული ბრწყინვალებით, გვესმის წუწუნი: “ეს ხომ ყალბი ფერებია! ამ ნისლეულებს საკუთარი თვალით ვერასოდეს ვნახავთ! ბინოკულარსა და ტელესკოპს არ შეუძლია გამოავლინოს ზეახალი ვარსკვლავის სტრუქტურა! კოსმოსში იისფერი არაფერია!” და ბევრი სხვა (Celestial Photos: Hubble Space Telescope’s Latest Cosmic Views).

სინათლის კონა

 დასაწყისისთვის, აღვწეროთ, რას აკეთებს ტელესკოპი; მითუმეტეს ის ტელესკოპი, რომელზედაც ციფრული კამერაა დამაგრებული: თვით ტელესკოპი მილების, სარკეებისა და ლინზების ნაკრებია, ინსტრუმენტი, რომლის დანიშნულებაცაა შეკრიბოს რაც შეიძლება მეტი სინათლე. ცხადია ის გაცილებით უფრო მეტ სხივთა კონას აგროვებს, ვიდრე ადამიანის შეუიარაღებელი თვალი. შესაბამისად, ტელესკოპი გაცილებით მეტს ხედავს, იმას, რასაც სხვაგვარად ვერასოდეს იხილავთ, თუ რომელიმე მოხეტიალე ეგზოპლანეტაზე არ შემოჯდებით და მილიონწლიან კოსმოსურ კრუიზში არ გაემგზავრებით.

 ტელესკოპის მეორე ფუნქცია, მთელი ამ შუქის ციცქნა წერტილში მოქცევაა, საიდანაც ის თვალის პაწაწინა გუგაში გაივლის, იმის ნაცვლად რომ სახეზე მოგეფინოთ და დაგაბრმაოთ, რაც არავის არაფერში სჭირდება. ფოკუსირება მკვეთრ გამოსახულებას გვაწვდის, თანაც გაცილებით უფრო დიდი ზომით, რაც მანამდე შეუმჩნეველი დეტალების გარჩევის საშუალებას იძლევა.

 ციფრული ხელსაწყოებისაგან განსხვავებით, ჩვენს თვალში არსებულ ”სენსორებს” (ჩხირებსა და კოლბებს), სინათლის ინტენსივობასთან ერთად ფერების გარჩევაც შეუძლია. ციფრულ ხელსაწყოებს მსგავსი სენსორები არ გააჩნია. ისინი საერთოდ ვერ შეიგრძნობენ ფერებს და მხოლოდ მათზე დაცემული სინათლის ინტესიობის გაზომვა შეუძლიათ. მაშ, როგორ ვიღებთ ფერად სურათებსა და “სელფებს”? ციფრული კამერა ფილტრების კრებულს იყენებს. ის ამ ფილტრებისა და მრავალი ცალკეული სენსორის მეშვეობით მიღებულ შავ–თეთრ გამოსახულებას ფერადად აქცევს.

 განა ვინმე იტყვის, რომ ციფრული კამერა “ყალბ” ფერებს გვაძლევს?! შედეგი ერთია: რთული კომპიუტერული ალგორითმების გამოყენებით, ციფრული ხელსაწყოს მიერ აწყობილი სურათი ზუსტად ისეთია, როგორც მას თქვენი საკუთარი თვალით, სარკეში დაინახავდით.

სამეცნიერო საქმე

 სანამ ვებ გვერდზე სურათს ან “სელფის” გამოვაქვეყნებთ, ჩვენ ვაუმჯობესებთ ფერებს, ვზრდით გამოსახულების კონტრასტს, ვიყენებთ ფილტრებს. ამის მიზეზი ერთია – ჩვენ გვინდა სურათი უკეთესი გავხადოთ.

 გამოსახულების გაუმჯობესება მნიშვნელოვანი სამეცნიერო ამოცანაა, რისი მიზანიც სურათის იმ დეტალების გამოვლენაა, რომლებიც ჩვენს, არც თუ ისე მგრძნობიარე თვალს, გამოეპარა. მეცნიერები ამკვეთრებენ ამ დეტალებს და მათ სპეციფიკასა და ურთიერთდამოკიდებულებას შეისწავლიან.

 ასე რომ, ნუ დავადანაშაულებთ NASA–ს იმის გამო, რომ სურათებს სულ ოდნავ აუმჯობესებენ – ეს ყველაფერი სამეცნიერო მიზნებს ემსახურება (NASA’s 10 Greatest Science Missions).

სამყაროს ფერები

 კოსმოსური ტელესკოპის – “ჰაბლი”(Hubble Space Telescope), მიერ გადმოცემულ გამოსახულებებში ლურჯი და წითელი ფერები ჭარბობს – ასე დაინახავდა სამყაროს ჩვენი შეუიარაღებელი თვალი. თუმცა სურათებში ჩვენ ვხვდებით ყველა ფერს: სხვადასხვა ტონის მწვანეს, იისფერს, ყვითელსა და ნარინჯისფერს. რაშია საქმე?

 მას შემდეგ, რაც უილიამ ჰერშელმა შემთხვევით აღმოაჩინა ინფრაწითელი გამოსხივება (accidentally discovered infrared radiation), მეცნიერებისთვის ცნობილი გახდა, რომ სამყაროში ხილულ სინათლეზე გაცილებით უფრო მეტი სინათლე არსებობს: ყველაზე მუქ წითელზე უფრო წითელი ინფრაწითელი, ყველაზე მუქ იისფერზე უფრო მუქი იისფერი, რომ არაფერი ვთქვათ რადიო, მიკროტალღოვან, რენტგენის ან გამა–გამოსხივებაზე, რასაც ჩვენ ვერ ვხედავთ (ელექტრომაგნიტური გამოსხივება).

 ასე რომ, შეგროვებული სინათლის კონაში ბევრი რამ შავ–თეთრად გამოჩნდებოდა, თუ არ გავაფერადებდით. საკვლევი მასალის მიხედვით, ჩვენ ვარჩევთ “ბუნებრივ” ფერებს: ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების ცხელი, გავარვარებული გული ყვითელ და ნარინჯისფერ ფერებად მოჩანს, ზეახალი ვარსკვლავის მძლავრი გამა–სხივების აფეთქება კი – თეთრად “კაშკაშებს” (Watch this video where I talk more about colorizing astronomical images).

 პლანეტა ვენერას ზედაპირის ტოპოგრაფიული რუკა: მონაცემები ვენერას ორბიტერზე მოძრავი თანამგზავრის – “მაგელანი” რადარული სიმაღლის მზომის მეშვეობით არის შეგროვებული: ღია ფერები მაღალ წერტილებს აღნიშნავს, ხოლო გამუქებისას სიმაღლე იკლებს. წითლადაა აღნიშნული ორი მნიშვნელოვანი მაღლობი: “იშთარი” და “აფროდიტე”. ფართო, ვაკე დაბლობები კი ლურჯადაა შეფერილი (NASA).

 ზოგჯერ კი ფერებს სხვადასხვა სახის რუკების შედგენისთვის ვიყენებთ, როგორიცაა, მაგალითად, ტოპოგრაფიული ან რელიქტური გამოსხივების განაწილების რუკები. ელექტრომაგნიტური ველის ძალწირებს კი საერთოდ ვერ ვიხილავდით, რომ არა ფერები, რადგან ადამიანის თვალისთვის ყველა ეს გამოსხივება უხილავია.

 ასე რომ, კოსმოსის ფერადი სურათები “ყალბი” არ არის – თუ ასე ფიქრობთ, ძალიან ცდებით. უბრალოდ, ასტრონომიულ გამოსახულებებს ზოგჯერ ვაუმჯობესებთ – ასე სჭირდება მეცნიერებას (რატომ ღებავს ნასა თავის ფოტოებს არაბუნებრივი ფერებით?; მზის ნამდვილი ფერები; უდაბნოს თეთრი მზე).

 ავტორი: მარიკა ტარასაშვილი.