Астрофотография — это не только искусство, запечатлевающее потустороннюю красоту Вселенной в виде замысловатых форм и ярких красок, но и мощный инструмент научного познания. С момента первой фотографии Луны, сделанной в 1840 году, технологии совершили гигантский скачок. Современные учёные получили возможность создавать невероятно чёткие и детальные изображения космических объектов, которые открывают тайны мироздания.
Прогресс стал возможен благодаря камерам с широким полем зрения, способным охватывать огромные участки неба, и съёмке в различных диапазонах электромагнитного спектра. Инфракрасное, рентгеновское, ультрафиолетовое излучение — каждый из этих «невидимых» взглядов позволяет рассмотреть то, что скрыто от обычного глаза. Например, видимый свет с его короткой длиной волны легко рассеивается космической пылью, тогда как инфракрасные лучи проникают сквозь неё, обнажая ранее скрытые области звёздообразования или холодные объекты. Рентгеновское же зрение необходимо для изучения высокоэнергетических явлений, таких как аккреционные диски чёрных дыр, которые перерабатывают и переизлучают колоссальную энергию.
Истории знаменитых снимков: от Венеры до галактик
За каждым культовым космическим изображением стоит уникальная технология и часто кропотливая работа учёных. Давайте рассмотрим, как были созданы некоторые из этих астрономических икон.
Редкий транзит: Венера на фоне Солнца
Прохождение Венеры по диску Солнца — астрономическое событие исключительной редкости. С момента изобретения телескопа человечество наблюдало его лишь семь раз. Представленное изображение — это таймлапс-композиция, собранная из нескольких кадров, на которой запечатлён путь планеты по солнечному диску. Следующая возможность увидеть это явление представится только в 2117 году.
Крупный план, сделанный Обсерваторией солнечной динамики (SDO), раскрывает тончайшие детали солнечной поверхности. Драматизма кадру добавляет контраст между крошечным чёрным диском ночной стороны Венеры и ослепительно ярким Солнцем. Для съёмки использовался инструмент AIA (Atmospheric Imaging Assembly), работающий в ультрафиолетовом диапазоне (длина волны 171 ангстрем), что позволило показать детали солнечных вспышек. За 6 часов 40 минут транзита было сделано множество снимков, из которых учёные отобрали 15, чтобы визуализировать весь маршрут планеты.
Лицо Плутона: снимок с близкого расстояния
14 июля 2015 года космический аппарат NASA «Новые горизонты» (New Horizons), пролетев на высоте около 12 500 км над поверхностью, подарил миру первый детальный портрет Плутона. На снимке виден сложный рельеф карликовой планеты: горы высотой до 3500 метров, долины и кратеры, что делает её ландшафт удивительно похожим на земной.
Изображение является композицией, созданной на основе данных видимого и инфракрасного диапазонов, полученных камерой Ralph-MVIC. Особый интерес представляет обширная ледяная равнина Спутник Планития, чья текстура, напоминающая змеиную кожу, образована участками метанового льда. Эта миссия позволила не просто сфотографировать Плутон, а детально картографировать его поверхность и измерить температуру.
Звёздное изобилие: скопление Омега Центавра
На этом поразительном изображении телескопа «Хаббл» запечатлено около 100 000 звёзд — лишь малая часть гигантского скопления Омега Центавра, которое насчитывает около 10 миллионов светил возрастом 10-12 миллиардов лет. Снимок, находящийся на расстоянии 16 000 световых лет от нас, — это настоящая палитра, где цвет рассказывает о судьбе звезды.
Ключ к созданию этого «цветового кластера» — способность камеры «Хаббла» работать в широком спектральном диапазоне. Финальное изображение собрано из трёх монохроматических кадров: два были сделаны в ультрафиолетовых фильтрах (им присвоены синий и зелёный оттенки), а один — в инфракрасном (красный оттенок). Так, жёлто-белые точки — это звёзды, подобные нашему Солнцу; оранжевые — более холодные стареющие светила; красные — красные гиганты; а синие — звёзды, исчерпавшие водород и перешедшие к синтезу гелия.
Космический мыльный пузырь: туманность Пузырь (NGC 7635)
Это завораживающее изображение, полученное «Хабблом» в 2016 году, с беспрецедентной детализацией показывает туманность Пузырь — гигантскую сферу, «выдутую» мощным звёздным ветром от массивной звезды (в 10-20 раз тяжелее Солнца), видной слева от центра. Излучение этой звезды нагревает окружающее вещество, создавая эффектную светящуюся оболочку.
Для анализа состава туманности использовались фильтры, изолирующие свет определённых элементов: кислород (O III), водород (H-альфа) и азот (N II). Полученные изображения были окрашены в синий, зелёный и красный цвета соответственно и затем совмещены. Эта техника, известная как узкополосная фильтрация, позволяет учёным «рассекать» туманность и изучать распределение различных газов.
Галактическое столкновение: рождение «космической маски»
На расстоянии 140 миллионов световых лет от Земли две галактики, NGC 2207 и IC 2163, уже около 40 миллионов лет участвуют в гравитационном танце, постепенно сливаясь в одну. Их взаимодействие, напоминающее пару гигантских глаз или маску, запечатлено в результате synergy двух великих телескопов.
Данные в видимом свете от «Хаббла» (синий и зелёный цвета) показывают области, освещённые звёздами. Инфракрасные данные от телескопа «Спитцер» (красный цвет) раскрывают присутствие тёплой пыли, которая является сырьём для формирования новых звёзд и планет. Контраст между этими слоями особенно ярко демонстрирует скопления молодых звёзд, родившихся в результате этого грандиозного столкновения.
Спиральный идеал: галактика Водоворот (M51)
Галактика Водоворот, обращённая к нам «лицом», служит идеальной моделью для изучения спиральных галактик, подобных нашему Млечному Пути. Это составное изображение объединяет оптические данные «Хаббла» (красный и синий) с рентгеновскими наблюдениями обсерватории «Чандра» (фиолетовый).
Более 250 часов наблюдений «Чандры» выявили около 500 источников рентгеновского излучения в этой галактике. Большинство из этих фиолетовых точек, как полагают учёные, являются двойными системами, где нейтронная звезда или чёрная дыра перетягивает вещество со звезды-компаньона, разогревая его до колоссальных температур.
Галактика-шляпа: загадка Мессье 104
Галактика Сомбреро (M104) с её ярким балджем и тёмной полосой пыли — один из самых массивных известных объектов, чья масса эквивалентна 800 миллиардам Солнц. Несмотря на кажущуюся хрупкость, в её центре, как считается, скрывается сверхмассивная чёрная дыра, окружённая роем из почти 2000 шаровых скоплений.
Это самое детальное изображение галактики в видимом свете было собрано «Хабблом» из шести отдельных наблюдений в единую мозаику. На снимке галактика имеет угловой размер, равный почти пятой части диска полной Луны, что делает эту фотографию одной из крупнейших мозаик, созданных телескопом.
Икона творения: Столпы Творения в туманности Орла
Возможно, самый знаменитый снимок «Хаббла» — «Столпы Творения» — показывает гигантские колонны холодного газа и пыли в туманности Орла, являющиеся звёздными яслями. Эти структуры, похожие на космические замки, формируются под действием излучения и звёздного ветра от nearby массивных звёзд.
Создание этого кадра — результат титанической работы. Оригинальное изображение 1995 года было составлено астрономами Джеффом Хестером и Полом Скоуэном из 32 отдельных снимков, сделанных четырьмя камерами инструмента WFPC2. В 2015 году, используя более современную камеру Wide Field Camera 3 и инфракрасные фильтры, способные проникать сквозь пыль, учёные создали обновлённую, ещё более детальную версию, выделив свечение кислорода, водорода и серы.
Больше интересных статей здесь: Звезды.
Источник статьи: Удивительная астрофотография: как были сделаны некоторые из самых знаковых космических снимков.