terça-feira, 29 de setembro de 2009

Hubble - Por trás das fotos

O Telescópio Espacial Hubble é conhecido por proporcionar belas e muitas vezes bizarras fotos coloridas de galáxias, planetas e nebulosas. Será que as fotos refletem as verdadeiras cores desses objetos da mesma forma que seriam se as visitássemos em uma nave? As respostas para essa questão exigem uma espiada nos bastidores - um olhar de como o Hubble faz realmente essas imagens.

Tirar fotografias a cores com o Telescópio Espacial Hubble é muito mais complexo do que tirar fotos com uma câmera tradicional. Por um lado, o Hubble não usa película de cor - aliás, não usa filme para as fotos. Ao contrário, suas câmeras gravam a luz do universo com detectores eletrônicos especiais. Estes detectores produzem imagens do cosmos não em cores, mas em tons de preto e branco. As imagens coloridas são combinações de duas ou mais exposições em preto e branco para que cores sejam adicionadas durante o processamento da imagem. As cores nas imagens do Hubble, que são atribuídas por várias razões, nem sempre são o que veríamos se pudéssemos visitar os objetos fotografados em uma nave espacial. Costumam usar a cor como um instrumento, seja para realçar detalhes de um objeto ou visualizar o que normalmente não poderia ser visto pelo olho humano.

A cor em imagens do Hubble é utilizada para destacar características interessantes do objeto celeste que está sendo estudado. É adicionada às exposições em preto e branco que são combinadas para fazer a imagem final. Essa criação de imagens em cores fora das exposições originais em preto e branco pode ser chamada de arte e ciência. A luz dos objetos astronômicos vem em uma ampla gama de cores, cada uma correspondendo a um determinado tipo de onda eletromagnética. Hubble pode detectar todos os comprimentos de onda da luz visível e muitos outras que são invisíveis aos olhos humanos, tais como a luz ultravioleta e infravermelho. Objetos astronômicos, muitas vezes parecem diferentes nestes diferentes comprimentos de onda da luz. Para gravar o que se parece com um objeto em um determinado comprimento de onda, o Hubble usa filtros especiais que permitem apenas uma gama de comprimentos de onda determinados através de luz. Assim que as luzes indesejadas são filtradas, a luz restante é gravada. Muitos filtros Hubble permitem a gravação de imagens em uma variedade de comprimentos de onda da luz. Desde que as câmeras possam detectar a luz fora do espectro de luz visível, o uso de filtros permite aos cientistas estudar "invisíveis" características de objetos - que só são visívelis no ultravioleta e infravermelho. No exemplo abaixo, a galáxia NGC 1512 está representada em vários comprimentos de onda diferentes. Hubble isola estes comprimentos de onda específico usando filtros especiais. Escolhendo um filtro especial, revela uma imagem da galáxia tomada por esse filtro - ou seja, em um intervalo de comprimento de onda específico. A imagem finalizada à esquerda é uma real combinação de todas as imagens filtradas.





Muitas imagens coloridas do Hubble são combinações de três exposições separadas - uma para cada tomada nas cores vermelho, verde e azul. Quando misturado em conjunto, estas três cores de luz podem simular quase todas as cores de luz que são visíveis aos olhos humanos. Essa é a forma como televisores, monitores de computador e câmeras de vídeo recriam as cores.



Veja algumas das maneiras de usar a cor, explorando algumas das mais famosas imagens do Hubble.

Cor Natural:
Galáxia ESO 510-G13



Essa imagem da galáxia ESO 510-G13 foi construída partir de três diferentes exposições em preto e branco que representam a luz vermelha, verde e azul da galáxia.

As cores atribuídas a cada uma dessas imagens foram escolhidas para simular as cores reais da galáxia.


Grande parte da galáxia aparece esbranquiçada, pois contém estrelas de muitas cores diferentes que se combinam para criar uma aparência branca na imagem final.

No entanto, perto da faixa escura de gás que corta o meio desta galáxia, a luz aparece mais vermelha porque os blocos de gás de luz azul são mais eficazes do que a luz vermelha.


Cor Representativa: Saturno

A luz infravermelha que Hubble capturou para fazer esta imagem de Saturno é invisível aos olhos humanos. Foram adicionadas cores para revelar os detalhes que nossos olhos poderiam ver se eles fossem sensíveis à luz infravermelha. Foi atribuída a cor azul para a luz infravermelha de comprimento de onda curta , vermelho para o comprimento de onda longo e verde para o comprimento de onda intermediário. As faixas coloridas surgem porque as diferenças químicas em camadas superiores dos anéis de Saturno causam essas nuvens para refletir a luz solar em diferentes formas. Perto do equador, as camadas superiores dos anéis de Saturno fortemente refletem a luz infravermelha aqui representadas pelas cores vermelha e verde, que se combinam para tornar amarelo neste tipo de reconstrução de cor. Perto dos pólos, as camadas superiores de nuvens não são tão reflexivas e podemos ver até a camada de nuvens principal, que reflete fortemente o tipo de luz infravermelha aqui representada pelo azul.

Cor Realçada: Nebulosa Olho de Gato

A nebulosa Olho de Gato é constituída por gases ejetados no espaço exterior por uma estrela "morta". Elementos químicos individuais na nebulosa emitem luz em comprimentos de onda muito específicos.

As três imagens em preto e branco usadas para construir essa imagem representam a luz de átomos de hidrogênio, átomos de oxigênio, nitrogênio e íons (átomos de nitrogênio com um elétron removido).

As três imagens correspondem a diferentes tons de luz vermelha, por isso, aumentam a diferença de cor para tornar as estruturas delicadas da nebulosa mais óbvias.

Neste caso, a luz dos átomos de hidrogênio é mostrada em vermelho, a luz de oxigênio é mostrada em azul e a luz do nitrogênio é mostrada em verde.

Cor Natural:
Marte



Esta imagem de Marte foi construída a partir de três diferentes imagens em preto e branco da gravação de luz vermelha, luz verde e luz azul refletida do planeta.

As cores atribuídas a cada uma dessas imagens foram escolhidas para simular as cores reais de Marte.

Não surpreendentemente, a mais brilhante imagem em preto e branco do planeta vermelho é tirada através de um filtro vermelho.

No entanto, note que a calota de gelo do norte nas imagens em preto e branco é igualmente brilhante em vermelho, verde e azul porque a sua verdadeira cor é branca.

Cor Representativa: Nebulosa do Ovo

Esse quadro de luz infravermelha da Nebulosa do Ovo mostra os últimos suspiros de uma estrela que está morrendo. Como a luz infravermelha é invisível para os seres humanos, usamos três cores diferentes para representar os três comprimentos de onda da luz infravermelha.

O azul representa o comprimento de onda intermediário da luz infravermelha refletida por partículas de poeira em torno da estrela morrendo. Verde representa o comprimento de onda longo refletido na luz das estrelas.

O vermelho representa a luz infravermelha a partir de moléculas de hidrogênio em torno da estrela.
A cor vermelha indica um cinturão de gás molecular que cerca a estrela. A cor azul é mais forte acima e abaixo da cintura, porque é onde a luz das estrelas mais está escapando.

Cor Realçada: Nebulosa da Águia

A Nebulosa da Águia é uma região de nossa galáxia onde as estrelas se formam a partir de nuvens de gás hidrogênio. A luz ultravioleta de estrelas recém formadas nas imediações da nebulosa bombeia energia para estas nuvens de gás, fazendo-as brilhar na luz visível.

A imagem final mostra a luz vermelha dos átomos de hidrogênio como a luz verde, luz vermelha de íons de enxofre (átomos de enxofre com um elétron removido) como vermelho, verde e luz de oxigênio duplamente ionizado (os átomos de oxigênio com dois elétrons faltantes), como azul.

Esses deslocamentos de cor aumentam o nível de detalhe visível na imagem, de outra forma seria difícil distinguir a luz vermelha do hidrogênio e do enxofre.

Na imagem final, a névoa azul/verde indica a luz de hidrogênio e oxigênio ao redor das colunas escuras. As colunas exibem a luz avermelhada que identificam a luz do enxofre.




2 comentários: