بشنویدپادکست آستروپدیا را بشنوید یا برای بعد دانلود کنید

طیف الکترومغناطیس: تصویر برداری از نور مرئی و انرژی

چگونه می توانیم از چراغی استفاده کنیم که نمی توانیم ببینیم؟

دانشمندان از شبه رنگ ها, برای کمک به تجسم داده ها از طول موج های فراتر از طیف قابل مشاهده استفاده می کنند. ابزارهای علمی روی فضاپیماهای ناسا محدوده های وسیعی از طیف الکترومغناطیسی را حس می کنند. این ابزارها انرژی الکترومغناطیسی را بر روی یک آشکارساز هدایت می کنند، جایی که فوتون ها به سطح حساس برخورد کرده و الکترون های متناسب با میزان انرژی دریافتی را پس می دهند. اکنون این انرژی به شکل داده های قابل تحلیل می توانند به زمین منتقل شوند و به صورت تصاویر پردازش شوند.

دوربین دیجیتال

دوربین های دیجیتال به طور مشابه با برخی از ابزارهای علمی کار می کنند. یک سنسور در دوربین، میزان روشنایی نور قرمز، سبز و آبی را ضبط می کند و این مقادیر روشنایی را به عنوان شماره ثبت می کند. سه مجموعه داده سپس در کانال های قرمز ، سبز و آبی در رایانه ترکیب می شوند تا یک تصویر رنگی ایجاد کنند.

تصویر رنگی دیجیتالی

تصور رنگ طبیعی

ابزارهای ماهواره ای در مدار زمین یا سیارات دیگر همچنین می توانند داده های نور مرئی را برای ایجاد تصاویری با رنگ طبیعی یا رنگ واقعی ضبط کنند. با این روش داده های نور مرئی در کانالهای قرمز، سبز و آبی روی صفحه نمایش ترسیم می شوند. این سازوکار یک تصویر رنگی را شبیه سازی می کند که در صورت امکان چشمان ما می توانست ببیند.

زحل به رنگ طبیعی نشان داده شده است. اعتبار: ناسا و تیم میراث هابل

تصویر رنگی کاذب

سنسورها همچنین می توانند مقادیر روشنایی را در مناطقی فراتر از نور مرئی ثبت کنند. این تصویر هابل از زحل در طول موجهای مادون قرمز گرفته شده و به ترتیب در کانال های قرمز، سبز و آبی ترسیم شده است. این تصویر با رنگ های کاذب تغییرات و الگوهای ترکیبی را آشکار می کند که در غیر این صورت نامرئی به نظر می رسیدند.

زحل با رنگ کاذب نشان داده شده است. اعتبار: NASA / JPL / STScI
خاک مریخی – این تصویر مادون قرمز با رنگ کاذب از دوربین تصویربرداری حرارتی (THEMIS) که روی فضاپیمای ادیسه مریخ قرار دارد تفاوت های موجود در کانی شناسی ، ترکیب شیمیایی و ساختار سطح مریخ را نشان می دهد. باندهای 5 (9/35 میکرومتر ، 1070 سانتی متر در 1) ، 7 (11.04 میکرومتر ، 906 سانتی متر-1) و 9 (12.57 میکرومتر ، 796 سانتی متر در 1) به ترتیب به رنگ های آبی ، سبز و قرمز نمایش داده می شوند. رسوبات زیادی از کانی الیوین معدنی در این تصویر به عنوان ارغوانی تا آبی بنفش ظاهر شده است. اعتبار: سیستم تصویربرداری حرارتی ادیسه مریخ ، ناسا / JPL / ASU.

اطلاعات از سنسورهای چندگانه

این تصویر ترکیبی از کهکشان مارپیچ Messier 101 از منظر تلسکوپ های فضایی Spitzer ، Hubble و Chandra به دست آمده. رنگ قرمز نمای اسپیتزر را در نور مادون قرمز نشان می دهد. این تصویر گرمای ساطع شده توسط خطوط گرد و غبار را در کهکشان نشان می دهد که می توانند محل مناسبی برای تشکیل ستاره ها باشند. رنگ زرد نمای هابل در نور مرئی است. بیشتر این نور از ستارگان سرچشمه می گیرد و در واقع همان ساختار مارپیچی را به عنوان خطوط غبار نشان می دهد. رنگ آبی نمای چاندرا را در پرتو اشعه ایکس نشان می دهد. منابع این پرتونگاری ایکس شامل گازهایی با میلیون ها درجه سانتی گراد حرارت، ستاره های منفجر شده و مواد چرخان در اطراف سیاه چاله ها هستند.

چنین تصاویر ترکیب شده ای به اخترشناسان این امکان را می دهد که ویژگی های طول موج های مختلف را مشاهده کنند. مثل اینکه یک انسان به طور هم زمان با دوربین معمولی، عینک دید در شب و اشعه ایکسبه یک منظره نگاه کند.

کهکشان M101 در پرتونگاری اشعه ایکس، مادون قرمز و نور مرئی. اعتبار: NASA، ESA، CXC، JPL، Caltech و STScI

نقشه های رنگی

برای کمک به دانشمندان در تجسم مجموعه داده های مختلف از یک دامنه، مانند دما یا بارندگی، مقادیر اغلب در نمودارهای رنگی از حداقل به حداکثر رسم می شوند. “نقشه رنگی” زیر داده های شوری سطح دریا را از ماهواره Aquarius با استفاده از مقیاس های آبی و سفید نشان می دهد. انتهای مقیاس آبی رنگ کمترین مقدار نمک حل شده در اقیانوس را نشان می دهد و انتهای سفید بیشترین مقدار را نشان می دهد.

نقشه سطح شوری سطح دریا. اعتبار: مرکز پرواز فضایی ناسا / گودارد

یک دیگر از مقیاس های رنگی پرکاربرد که در یک طرف قرمز و در انتهای دیگر رنگ آبی دارد به عنوان مقیاس “رنگین کمان” شناخته می شود. نقشه دمای سطح دریا در زیر از مقیاسی از آبی تیره برای دمای سرد تا قرمز برای دمای گرم استفاده می کند.

نقشه دمای سطح دریا. اعتبار: مرکز پرواز فضایی ناسا / گودارد

در بعضی موارد ، این رنگها معنای سنتی را نشان نمی دهند – از جمله قرمز اشاره به وضعیت “بد” یا “گرمای بیش از حد تحمل” برای فیتوپلانکتون هایی دارد که از اکوسیستم اقیانوس پشتیبانی می کنند.

نقشه غلظت کلروفیل. اعتبار: مرکز پرواز فضایی ناسا / گودارد

منبع: nasa

افزودن دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *