ทำไมจึงมีแถบสีดำในภาพฮับเบิลของพลูโต?

ในขณะที่อ่านรายงานเกี่ยวกับนิวฮอริซอนมิสลอนฉันสังเกตเห็นแถบสีดำแนวตั้งแปลก ๆ ในภาพของพลูโต

นี่คือตัวอย่าง: ที่มา: ฮับเบิลค้นพบดวงจันทร์ดวงที่ห้าโคจรรอบพลูโต (07.11.12) เครดิต: นาซ่า; อีเอสเอ; M. Showalter สถาบัน SETI

ทำไมแถบสีดำนั่นถึงมีอยู่?

ที่ถ่ายภาพเป็นคอมโพสิตของทั้งสองภาพที่ถ่ายด้วยที่แตกต่างกันเปิดโปงครั้ง

เพื่อให้ถูกต้องเราต้องบอกว่าการเปิดรับแสงของภาพถ่ายทั้งสองนั้นแตกต่างกันนั่นคือภาพถ่ายด้านนอกถูกสร้างขึ้นโดยการดูดซับแสงมากขึ้น ในกรณีนี้เราสามารถสันนิษฐานได้ว่าอัตราส่วนโฟกัส (มาจากรูรับแสงเลนส์ของฮับเบิล) และความสว่างของฉาก (แสงที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางของเลนส์) เท่ากันสำหรับภาพถ่ายทั้งสองซึ่งทำให้เวลาในการเปิดรับแสงเป็นอิสระเท่านั้น ตัวแปรเมื่อมันมาถึงการพิจารณาการสัมผัส

สิ่งนี้จำเป็นเพราะเรากำลังถ่ายภาพวัตถุที่มีความสว่างแตกต่างกันมาก เพื่อให้พลูโตแสดงเวลาในการเปิดรับแสงที่ค่อนข้างสั้น แต่ดวงจันทร์ของมันสะท้อนแสงน้อยกว่ามากและจะต้องใช้เวลาในการเปิดรับแสงนานขึ้นเพื่อให้มองเห็นได้ ตราบใดที่เซ็นเซอร์ยังเปิดอยู่พลูโตก็จะเพิ่มความสว่างอย่างต่อเนื่องจนถึงจุดที่มันล้างออก วัตถุที่มีความสว่างมากกว่าจะถูกเปิดเผยอย่างมากทำให้สูญเสียรายละเอียดและความเที่ยงตรงซึ่งรู้จักกันในชื่อว่าเป็นไฮไลท์ที่โดดเด่นในการถ่ายภาพ ในกรณีของเราพลูโตจะกลายเป็นจุดสีขาวทึบเมื่อเทียบกับภาพที่มีรายละเอียดมากขึ้นซึ่งตอนนี้เป็นไปได้ คุณสามารถวาดเส้นคู่ขนานกับภาพสีเท็จที่สร้างจากอินฟราเรด: คอมโพสิตนี้ไม่ใช่สิ่งที่สายตามนุษย์จะมองเห็นว่าสามารถรับแสงและรายละเอียดในระดับนี้ได้หรือไม่

ในภาพฮับเบิลอื่นนาซ่าอธิบายถึงสาเหตุที่ใช้ภาพคอมโพสิต:

นี่คือภาพคอมโพสิตเนื่องจากการสัมผัสเพียงครั้งเดียวของพื้นหลังของดาวฤกษ์ดาวหาง Siding Spring และดาวอังคารอาจเป็นปัญหาได้ ดาวอังคารนั้นสว่างกว่าดาวหางถึง 10,000 เท่าดังนั้นจึงไม่สามารถแสดงรายละเอียดได้อย่างถูกต้องในดาวเคราะห์แดง ดาวหางและดาวอังคารก็เคลื่อนไหวด้วยความเคารพซึ่งกันและกันและไม่สามารถถ่ายภาพได้พร้อมกันในการถ่ายภาพครั้งเดียวโดยที่วัตถุใดวัตถุหนึ่งที่กำลังเคลื่อนไหวเบลอ ฮับเบิลต้องถูกตั้งโปรแกรมให้ติดตามบนดาวหางและดาวอังคารแยกกันในการสำรวจสองแบบ

ที่มา: ฮับเบิลเห็นดาวหางถัดจากดาวอังคาร

บ่อยครั้งที่การเปิดรับแสงนาน ๆ เป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากมีแสงน้อยกำลังเข้ามาจากดาวเคราะห์และดาวที่อยู่ไกล ในฐานะที่เป็นเว็บไซต์ฮับเบิลอธิบายสำหรับภาพทุ่งลึก :

ฮับเบิลได้ทำการสำรวจแบบลึกมาก ๆ ในส่วนที่มืดมิดของท้องฟ้า เช่นเดียวกับการใช้การเปิดรับแสงนานในกล้องดิจิตอลการถ่ายภาพรับแสงที่ยาวนานเหล่านี้ (นานหลายสัปดาห์) จะแสดงรายละเอียดที่จางมากซึ่งปกติจะมองไม่เห็นในการเปิดรับแสงที่สั้นกว่า

ที่มา: "อะไรคือทุ่งลึกฮับเบิล" Spacetelescope.org คำถามที่พบบ่อย

วิกิพีเดียสรุปรายงานโดยRobert E. Williams และทีมงาน HDF "The Hubble Deep Field: Observations, Data Reduction and Galaxy Photometry" ดังนี้

ระหว่างวันที่ 18 ธันวาคมถึง 28 ธันวาคม 2538 ช่วงเวลาที่ฮับเบิลโคจรรอบโลกประมาณ 150 ครั้งโดยมีภาพ 342 ภาพของพื้นที่เป้าหมายในตัวกรองที่เลือก เวลาเปิดรับแสงรวมในแต่ละช่วงคลื่นคือ 42.7 ชั่วโมง (300 นาโนเมตร), 33.5 ชั่วโมง (450 นาโนเมตร), 30.3 ชั่วโมง (606 นาโนเมตร) และ 34.3 ชั่วโมง (814 นาโนเมตร) แบ่งออกเป็น 342 ภาพบุคคลเพื่อป้องกันความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญ รังสีซึ่งทำให้เกิดริ้วรอยที่สดใสเมื่อพวกมันชนเครื่องตรวจจับ CCD มีการใช้วงโคจรฮับเบิลอีก 10 ดวงเพื่อทำการเปิดเผยระยะสั้น ๆ ของขนาบข้างเพื่อช่วยในการสังเกตการณ์โดยเครื่องมืออื่น ๆ

ที่มา: Hubble Deep Field , Wikipedia, ค้นคืน 2014-12-09

ดาวพลูโตนั้นสว่างมากจนไม่สามารถมองเห็น Charon ได้ในภาพหากมันถูกแสดงในลักษณะที่แสดงดวงจันทร์ที่เหลืออยู่ ดวงจันทร์ที่เหลือก็จางหายไปจนมองไม่เห็นในภาพที่สามารถแก้ไข Charon ได้เช่นเดียวกัน ดังนั้นภาพถ่ายที่คุณเห็นคือการผสมผสานระหว่างสองเทคนิคการประมวลผลภาพ: หนึ่งได้รับการออกแบบเพื่อแสดง Charon และหนึ่งที่ออกแบบมาเพื่อแสดงดวงจันทร์ที่เหลือ

ฉันค่อนข้างมั่นใจว่ามีแถบอยู่เพราะทั้งสองส่วนของภาพมีความแตกต่างกัน ดาวพลูโตและชารอนมีความสว่างมากเมื่อเทียบกับระวังไฮดรา P4 และ P5 ที่มีความเปรียบต่างอย่างใดอย่างหนึ่งคุณจะ (a) ไม่สามารถมองเห็นสี่ที่เล็กกว่าหรือ (b) ล้างภาพทั้งหมดด้วยแสงจาก สองที่สว่างกว่า ดังนั้นเราเพียงวางภาพสองภาพที่ความสว่างที่แตกต่างกัน (หรือฉันเดาได้)

โดยปราศจากความรู้ของภาพนี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งผมค่อนข้างมั่นใจว่าเป็นเพราะการใช้งานของที่Coronagraph หนึ่งในชุดของวิธีการที่แตกต่างกันในการบล็อกหรือเบี่ยงเบนหรือเปลี่ยนเฟสหรือในทางอื่นกำจัดแสงที่ไม่ต้องการซึ่งสะท้อนออกมาจากพลูโตและชารอน

ลิงค์เกี่ยวกับ coronagraph ที่เกี่ยวกับฮับเบิลนั้นเป็นสิ่งที่เหนือกว่าฉัน แต่อาจเป็นประโยชน์กับบางคน: