Tại sao có một dải màu đen trong hình ảnh Hubble của Sao Diêm Vương?

Trong khi đọc các báo cáo về tên lửa New Horizons , tôi nhận thấy một sọc đen, dọc kỳ lạ trong các hình ảnh của Sao Diêm Vương.

Dưới đây là một ví dụ: Nguồn: Hubble phát hiện ra Sao Diêm Vương tinh thứ năm (07.11.12). Tín dụng: NASA; ESA; M. Showalter, Viện SETI

Tại sao có sọc đen ở đó?

Bức ảnh đó là tổng hợp của hai hình ảnh được chụp với thời gian phơi sáng khác nhau .

Để chính xác, chúng ta phải nói rằng độ phơi sáng của hai bức ảnh là khác nhau, tức là bức ảnh bên ngoài được tạo ra bằng cách hấp thụ nhiều ánh sáng hơn. Trong trường hợp này, chúng ta có thể giả sử rằng tỷ lệ tiêu cự (xuất phát từ khẩu độ ống kính của Hubble) và độ chói của cảnh (lượng ánh sáng truyền theo hướng của ống kính) giống hệt nhau cho cả hai bức ảnh, chỉ để lại thời gian phơi sáng là miễn phí thay đổi khi xác định phơi nhiễm .

Điều này là cần thiết bởi vì chúng tôi chụp ảnh các đối tượng với độ sáng rất khác nhau. Để Sao Diêm Vương hiển thị thời gian phơi sáng tương đối ngắn là bắt buộc, nhưng các mặt trăng của nó phản xạ ánh sáng ít hơn nhiều và sẽ cần thời gian phơi sáng lâu hơn để nhìn thấy. Chừng nào cảm biến được tiếp xúc, Sao Diêm Vương sẽ tiếp tục tăng độ sáng đến mức nó bị rửa trôi. Các đối tượng sáng hơn đáng kể trở nên phơi sáng quá mức dẫn đến mất chi tiết và độ trung thực, được gọi là các điểm nổi bật trong nhiếp ảnh. Trong trường hợp của chúng ta, Sao Diêm Vương sẽ biến thành một chấm trắng rắn so với hình ảnh chi tiết hơn hiện có. Bạn có thể vẽ song song với hình ảnh màu sai được hiển thị từ hồng ngoại: hỗn hợp này không phải là thứ mà mắt người sẽ nhìn thấy nếu nó có khả năng thu được mức ánh sáng và chi tiết này.

Trong một hình ảnh khác của Hubble, NASA đã giải thích lý do tại sao hình ảnh tổng hợp được sử dụng:

Đây là một hình ảnh tổng hợp vì một lần phơi sáng của nền sao, sao chổi Siding Spring và sao Hỏa sẽ có vấn đề. Sao Hỏa thực sự sáng hơn 10.000 lần so với sao chổi, vì vậy nó không thể được phơi bày đúng cách để hiển thị chi tiết trong Hành tinh Đỏ. Sao chổi và sao Hỏa cũng đang di chuyển liên quan đến nhau và không thể chụp ảnh đồng thời trong một lần phơi sáng mà không có một trong các vật thể bị chuyển động mờ. Hubble phải được lập trình để theo dõi riêng biệt trên sao chổi và sao Hỏa trong hai quan sát khác nhau.

Nguồn: Hubble Thấy Sao chổi Bên cạnh Sao Hỏa

Thời gian phơi sáng rất dài thường là cần thiết vì tương đối ít ánh sáng đang đến từ các hành tinh và ngôi sao xa xôi. Như trang web Hubble giải thích cho hình ảnh Deep Field của nó :

Hubble đã thực hiện một loạt các quan sát rất sâu được thực hiện ở những phần rất tối của bầu trời. Giống như sử dụng phơi sáng lâu trên máy ảnh kỹ thuật số, những bức ảnh phơi sáng dài này (lên đến vài tuần) cho thấy các chi tiết rất mờ mà thường không thể nhìn thấy trong các phơi sáng ngắn hơn.

Nguồn: "Trường sâu Hubble là gì?", Câu hỏi thường gặp của Spacetelecope.org .

Wikipedia tóm tắt một bài báo của Robert E. Williams và nhóm HDF , "Trường sâu Hubble: Quan sát, giảm dữ liệu và trắc quang thiên hà" như sau:

Trong khoảng thời gian từ ngày 18 tháng 12 đến ngày 28 tháng 12 năm 1995, trong thời gian đó Hubble quay quanh Trái đất khoảng 150 lần Hình ảnh 342 của khu vực mục tiêu trong các bộ lọc đã chọn được chụp. Tổng thời gian phơi sáng ở mỗi bước sóng là 42,7 giờ (300nm), 33,5 giờ (450nm), 30,3 giờ (606 nm) và 34,3 giờ (814nm), được chia thành 34 lần phơi sáng riêng lẻ để ngăn thiệt hại đáng kể cho từng ảnh bằng vũ trụ các tia, gây ra các vệt sáng xuất hiện khi chúng tấn công các máy dò CCD. Thêm 10 quỹ đạo Hubble đã được sử dụng để thực hiện phơi sáng ngắn các trường sườn để hỗ trợ quan sát theo dõi bằng các công cụ khác.

Nguồn: Hubble Deep Field , Wikipedia, lấy ra 2014-12-09

Sao Diêm Vương sáng đến mức Charon sẽ không thể nhìn thấy trong ảnh nếu nó được phơi bày theo cách hiển thị các mặt trăng còn lại. Tương tự như vậy, các mặt trăng còn lại mờ đến mức không thể nhìn thấy trong một hình ảnh giải quyết Charon. Do đó, bức ảnh mà bạn nhìn thấy là sự kết hợp của hai kỹ thuật xử lý hình ảnh: một được thiết kế để giới thiệu Charon và một được thiết kế để giới thiệu các mặt trăng còn lại.

Tôi khá chắc chắn rằng sọc ở đó vì hai phần của hình ảnh có độ tương phản khác nhau. Sao Diêm Vương và Charon rất sáng so với Nix, Hydra, P4 và P5 để có một độ tương phản, bạn sẽ không thể nhìn thấy bốn cái nhỏ hơn, hoặc (b) hoàn toàn rửa sạch hình ảnh với ánh sáng từ hai sáng hơn. Vì vậy, chúng tôi chỉ đơn giản là chồng hai hình ảnh ở độ sáng khác nhau (hoặc tăng, tôi đoán vậy).

Không có kiến ​​thức về hình ảnh cụ thể này, tôi khá chắc chắn rằng đó là do việc sử dụng một Đoạn văn . Một trong những phương pháp khác nhau để chặn hoặc chuyển hướng hoặc dịch pha hoặc bằng một cách khác là loại bỏ ánh sáng không mong muốn phản xạ từ Sao Diêm Vương và Charon, thứ sẽ làm mù máy dò ánh sáng khỏi ánh sáng yếu hơn nhiều do các mặt trăng nhỏ của nó phản xạ.

Liên kết này về đoạn văn trên Hubble vượt xa tôi, nhưng có lẽ nó hữu ích với ai đó: