Dlaczego na obrazach Plutona Hubble'a jest czarny pasek?

12

Czytając raporty o mszy Nowego Horyzontu , zauważyłem dziwny pionowy, czarny pasek na obrazach Plutona.

Oto przykład: Hubble odkrywa Piątego Księżyca krążącego wokół Plutona Źródło: Hubble odkrywa Piątego Księżyca krążącego wokół Plutona (07.11.12). Źródło: NASA; ESA; M. Showalter, Instytut SETI

Dlaczego jest tam ten czarny pasek?

Aaron Digulla
źródło
4
Mogę się mylić, ale wierzę, że Pluton spędził ostatnie 8 lat pracując nad oczyszczeniem swojego sąsiedztwa, aby mógł odzyskać swój status planety. To powolny postęp, ale ciężko się stara!
corsiKa
Rząd współpracuje z istotami pozaziemskimi, aby stworzyć serię satelitów szpiegowskich, aby obserwowały nas z Plutona. Ponieważ nikt na Ziemi poza rządem USA nie ma nadziei, że się tam dostanie, jest to najbardziej logiczne miejsce na umieszczenie ich. Oczywiście nie można ich zobaczyć na zdjęciach NASA
gillonba
2
Pozwoliłem sobie dołączyć zdjęcie do pytania. Wytyczne NASA dotyczące użycia mediów pozwalają na nieograniczone korzystanie w celach edukacyjnych lub informacyjnych.
Lilienthal,
@Lilienthal: Dzięki, to w rzeczywistości jest to zdjęcie, o którym mówiłem w pierwszej kolejności.
Aaron Digulla,
2
@NewWorld Aaron odnosi się do czarnego paska, który wydaje się nakładać na środek obrazu, na którym znajdują się Pluton i Charon. Możesz zobaczyć separację między dwoma obrazami przez nagły brak mniejszych punktów świetlnych, które są widoczne w drugiej części obrazu.
Lilienthal,

Odpowiedzi:

8

To zdjęcie składa się z dwóch zdjęć wykonanych z różnymi czasami ekspozycji .

Aby być poprawnym, musielibyśmy powiedzieć, że ekspozycja dwóch zdjęć jest inna, tj. Zdjęcie zewnętrzne zostało utworzone przez pochłanianie większej ilości światła. W tym przypadku możemy założyć, że współczynnik ogniskowej (wyprowadzony z przysłony obiektywu Hubble'a) i luminancja sceny (ile światła porusza się w kierunku obiektywu) są identyczne dla obu zdjęć, co pozostawia jedynie czas ekspozycji jako wolny zmienna, jeśli chodzi o określenie ekspozycji .

Jest to konieczne, ponieważ fotografujemy obiekty o bardzo różnej jasności. Aby Pluton się pojawił, wymagany jest stosunkowo krótki czas ekspozycji, ale jego księżyce odbijają znacznie mniej światła i wymagałyby dłuższego czasu ekspozycji na widzialne. Tak długo, jak czujnik jest odsłonięty, Pluton będzie nadal zwiększał jasność do punktu, w którym zostanie wypłukany. Obiekty, które są znacznie jaśniejsze, stają się prześwietlone, co powoduje utratę szczegółów i wierności, znaną jako zdmuchnięte rozjaśnienia w fotografii. W naszym przypadku Pluton zmieniłby się w jednolitą białą kropkę w porównaniu do bardziej szczegółowego obrazu, który jest teraz możliwy. Możesz narysować równoległe obrazy z fałszywymi kolorami renderowane z podczerwieni: ten kompozyt nie jest tym, co zobaczyłby ludzkie oko, gdyby był w stanie wychwycić ten poziom światła i szczegółów.

Na innym obrazie Hubble'a NASA wyjaśniła powód zastosowania obrazowania kompozytowego:

Jest to złożony obraz, ponieważ pojedyncza ekspozycja gwiezdnego tła, komety Siding Spring i Marsa byłaby problematyczna. Mars jest w rzeczywistości 10 000 razy jaśniejszy niż kometa, więc nie można go odpowiednio odsłonić, aby pokazać szczegóły na Czerwonej Planecie. Kometa i Mars również poruszały się względem siebie i nie można było zobrazować ich jednocześnie w jednym naświetleniu bez poruszenia jednego z obiektów. Hubble musiał zostać zaprogramowany do osobnego śledzenia na komecie i Marsie w dwóch różnych obserwacjach.

Źródło: Hubble widzi kometę obok Marsa

Często konieczne są bardzo długie czasy naświetlania, ponieważ stosunkowo niewiele światła dociera z odległych planet i gwiazd. Jak wyjaśnia strona internetowa Hubble dla obrazów Deep Fields :

Hubble dokonał serii bardzo głębokich obserwacji w bardzo ciemnych częściach nieba. Podobnie jak w przypadku długiej ekspozycji w aparacie cyfrowym, te zdjęcia z długimi czasami ekspozycji (do kilku tygodni) ujawniają bardzo słabe szczegóły, które zwykle nie są widoczne przy krótszych czasach naświetlania.

Źródło: „Czym są Głębokie Pola Hubble'a?”, Spacetelescope.org FAQ .

Wikipedia podsumowuje artykuł Roberta E. Williamsa i zespołu HDF „Głębokie pole Hubble'a: Obserwacje, redukcja danych i fotometria galaktyk” w następujący sposób:

Między 18 grudnia a 28 grudnia 1995 r. - w tym czasie Hubble okrążył Ziemię około 150 razy - wykonano 342 zdjęcia obszaru docelowego w wybranych filtrach. Całkowity czas ekspozycji dla każdej długości fali wynosił 42,7 godziny (300 nm), 33,5 godziny (450 nm), 30,3 godziny (606 nm) i 34,3 godziny (814 nm), podzielonych na 342 indywidualnych ekspozycji, aby zapobiec znacznemu uszkodzeniu poszczególnych zdjęć przez kosmiczne promienie, które powodują pojawienie się jasnych smug po uderzeniu w detektory CCD. Kolejnych 10 orbit Hubble'a wykorzystano do krótkiej ekspozycji pól flankujących, aby wspomóc obserwacje innych instrumentów.

Źródło: Hubble Deep Field , Wikipedia, odzyskano 2014-12-09

Lilienthal
źródło
7

Sam Pluton jest tak jasny, że Charon nie byłby widoczny na zdjęciu, gdyby został odsłonięty w sposób pokazujący pozostałe księżyce. Podobnie pozostałe księżyce są tak słabe, że nie są widoczne na obrazie, który rozwiązuje Charona. Tak więc zdjęcie, które widzisz, składa się z dwóch technik przetwarzania obrazu: jednej zaprojektowanej w celu pokazania Charona, a drugiej zaprojektowanej w celu pokazania pozostałych księżyców.

dotancohen
źródło
5

Jestem prawie pewien, że jest tam pasek, ponieważ dwie części obrazu mają różne kontrasty. Pluton i Charon są tak jaskrawi w stosunku do Nixa, Hydry, P4 i P5, że aby mieć jeden kontrast, albo (a) nie zobaczysz mniejszej czwórki, albo (b) całkowicie zmyjesz obraz światłem jaśniejsze dwa. Więc po prostu nakładamy dwa obrazy o różnej jasności (lub, jak sądzę, zysku).

Warrick
źródło
0

Bez wiedzy o tym konkretnym obrazie jestem prawie pewien, że dzieje się tak dzięki zastosowaniu koronografu . Jedna z wielu różnych metod blokowania, zmiany kierunku lub przesunięcia fazowego lub w inny sposób pozbyć się niechcianego światła odbitego od Plutona i Charona, który oślepiałby detektor światła od znacznie słabszego światła odbitego przez jego małe księżyce.

Ten link o koronarstwie na Hubble'u jest daleko poza mną, ale może jest komuś pomocny:

LocalFluff
źródło
1
Coronagraphs on the Hubble Space Telescope ” Johna Krista ma pewne szczegóły na temat Coronagraphs on the Hubble i wydaje się znacznie bardziej czytelny. Jak stwierdzono w artykule, dla tego kompozytu nie byłby wymagany koronograf, ponieważ dyfrakcja światła i rozpraszanie jest znacznie mniej problematyczne w LEO.
Lilienthal,