كيفية قراءة الألوان في صورة هابل لسديم NGC 5189
غالبًا لا تكون ألوان السُّدُم الشهيرة تلك هي ما كانت ستراه العين البشرية لو أنها طافت هناك؛ بل هي ترجمة للضوء المقاس إلى ألوان، وهذا يجعل الصورة أكثر موثوقية لا أقل. وقد أوضح فريق Goddard التابع لوكالة NASA عام 2016 على مدونة Blueshift أن صور Hubble تبدأ بوصفها بيانات بالأبيض والأسود، ثم تُضاف إليها الألوان أثناء المعالجة. وتقول ESA وفريق Hubble الشيء نفسه تقريبًا في ملاحظاتهما عن معالجة الصور: فعادةً ما تسجل كواشف التلسكوبات لقطات بتدرج رمادي أولًا، ثم تُسنَد إليها الألوان لاحقًا انطلاقًا من مرشحات مختلفة.
عرض النقاط الرئيسية
- تلتقط التلسكوبات الفضائية عادةً صور السدم على شكل تعريضات منفصلة بتدرج رمادي عبر مرشحات مختلفة، لا على هيئة صورة ملوّنة واحدة كاملة.
- تُضاف الألوان لاحقًا عبر إسناد كل إطار بتدرج رمادي ملتقط عبر مرشح معيّن إلى قناة الأحمر أو الأخضر أو الأزرق.
- يعزل التصوير ضيق النطاق خطوط انبعاث محددة مثل الهيدروجين-ألفا و[O III] و[S II] لإظهار الغازات المختلفة.
- ADVERTISEMENT
- في لوحة هابل الشائعة، يُسند الكبريت غالبًا إلى الأحمر، والهيدروجين-ألفا إلى الأخضر، والأكسجين إلى الأزرق.
- تعمل هذه الألوان المسندة بوصفها علامات تساعد المشاهد على قراءة التركيب والبنية والحركة داخل السديم.
- لا يجعل إسناد الألوان الصورة مزيفة، لأن هذا التعيين يستند إلى أطوال موجية حقيقية التقطها الكاشف وقاسها.
- لفهم صورة السديم على نحو صحيح، تحقّق من التعليق المرافق أو مجموعة المرشحات لمعرفة كيف جرى تعيين الأطوال الموجية إلى الألوان.
قد يبدو ذلك مخيبًا للآمال لثلاث ثوانٍ تقريبًا. ثم يتحسن الأمر، لأن الألوان تكف عن كونها مجرد زينة وتبدأ في أداء دور العلامات. وما إن تعرف كيف تعمل هذه الترجمة حتى تصبح صورة السديم شيئًا يمكنك قراءته.
قراءة مقترحة
الجزء الذي لا يُعرَض على معظم الناس
لا تلتقط كاميرا التلسكوب الفضائي عادةً صورة ملوّنة كاملة جاهزة على النحو الذي يفعله الهاتف. إنها تسجل الضوء عبر مرشح واحد في كل مرة. وكل تعريض ضوئي يكون إطارًا بتدرج رمادي، حيث تعني المناطق الأكثر سطوعًا أن مزيدًا من الضوء قد مر عبر ذلك المرشح المحدد، وتعني المناطق الأغمق أن ضوءًا أقل قد مرّ.
يمكنك تخيل العملية على هيئة ثلاثة صناديق تصب في صورة واحدة. الصندوق الأول: تعريض السديم من خلال مرشح يسمح بمرور شريحة ضيقة من الضوء. الصندوق الثاني: افعل ذلك مرة أخرى بمرشح مختلف. الصندوق الثالث: كرر العملية لشريحة أخرى. وكل صندوق يعطيك صورة بالأبيض والأسود مرتبطة بجزء واحد من الطيف.
وهذا شائع على نحو خاص في التصوير ضيق النطاق، الذي يعزل أطوالًا موجية محددة جدًا تنبعث من الغاز المتوهج. فقد يُضبط أحد المرشحات على H-alpha، وهو طول موجي أحمر عميق ينبعث من الهيدروجين. وقد يعزل آخر الأكسجين المتأين مرتين، الذي يُكتب غالبًا [O III]. ويمكن لمرشح آخر أن يعزل الكبريت المتأين [S II].
والآن إلى الجزء البطيء والمهم: هذه الإطارات الثلاثة بتدرج الرمادي ليست هي الصورة النهائية. إذ يسنِد معالجو الصور كلًّا منها إلى قناة لونية مثل الأحمر أو الأخضر أو الأزرق. وعندما تُدمج القنوات معًا تظهر البنية بالألوان، بحيث يحمل كل لون معلومة عن الإشارة التي كانت الأقوى في ذلك الموضع.
ويستخدم العلماء هذه الطريقة لسبب بسيط. فالغازات المختلفة قد تتداخل في الفضاء، والعين وحدها لن تفرزها من تلقاء نفسها. وتفصل المرشحات بين الإشارات، بحيث تستطيع الصورة النهائية أن تُظهر التركيب والحركة والبنية بوضوح أكبر مما يمكن أن تفعله لقطة عادية.
المفتاح الخفي الذي يغيّر كل شيء
عندما ترى اللون الأزرق في صورة لسديم على طراز Hubble، ما الذي تظن أنه يخبرك به فعلًا؟
هنا تكمن لحظة الفهم. ففي لوحة Hubble الشائعة المستخدمة في كثير من صور السُّدُم ضيقة النطاق، يُربط الكبريت غالبًا بالأحمر، وH-alpha بالأخضر، والأكسجين بالأزرق. لذلك قد لا يعني الأزرق أن «هذا الجزء من الفضاء يبدو أزرق». بل قد يعني «هذه المنطقة قوية في إشارة الأكسجين المختارة للقناة الزرقاء».
وما إن تستوعب هذه الفكرة حتى تصبح الصورة قابلة للقراءة بسرعة. مرشح واحد، إشارة واحدة، قناة واحدة. الكبريت إلى الأحمر. الهيدروجين إلى الأخضر. الأكسجين إلى الأزرق. وما بدا مجرد لمسة جمالية يبدأ في التصرف كدليل.
وهذا لا يعني أن الأزرق يساوي دائمًا الأكسجين، أو أن الأحمر يساوي دائمًا الكبريت، في كل صورة فلكية. فلا توجد شيفرة لونية واحدة معتمدة في علم الفلك كله. إذ يمكن للفرق أن تربط الأطوال الموجية بألوان مختلفة بحسب الأداة، والجسم المرصود، وما تريد أن تكشفه الصورة. وهذه محدودية مهمة، ولهذا توضح الشروح الصادقة عادةً مجموعة المرشحات وخيارات الربط اللوني.
إذا كانت الألوان مُسنَدة، فهل الصورة مزيفة؟
هذا اعتراض وجيه. فلو أن شخصًا لوّن سديمًا بأي طريقة شاء لمجرد أن يبدو جميلًا، فلن يخبرك ذلك بالكثير. لكن هذا ليس هو نفسه الربط العلمي المُعلَن القائم على أطوال موجية مقاسة.
فكر في الأمر بوصفه ترجمة أكثر منه تلوينًا. فبيانات الكاشف الخام حقيقية. والمرشحات حقيقية. والأطوال الموجية حقيقية. والألوان المُسنَدة تساعد عينيك على فصل الإشارات التي التقطها الكاشف واحدة تلو الأخرى. وتنشر NASA وESA هذه العملية علنًا، بما في ذلك المرشحات المستخدمة، وفي كثير من الحالات كيفية دمجها.
نعم، هناك قدر من التأويل هنا. فمعالجو الصور يختارون التباين والتوازن والربط اللوني. لكن التأويل ليس اختلاقًا. فخريطة رادار الطقس تستخدم الألوان أيضًا، ولا يظن أحد أن العاصفة مزيفة لأن شدة المطر رُبطت بالأحمر أو الأصفر.
اختبار في 10 ثوانٍ يمكنك استخدامه مع أي صورة سديم
اختر بقعة زرقاء واحدة واطرح سؤالًا أدق من «هل هذا حقيقي؟». اسأل: هل يدل هذا الأزرق على عنصر، أم على خط انبعاث، أم على درجة حرارة، أم مجرد مخطط ربط لوني مختار؟ إذا كان الشرح يقول إن [O III] أُسنِد إلى الأزرق، فقد حصلت على الإجابة. وإن لم يفعل، فابحث عن أسماء المرشحات قبل أن تقرر ما الذي يعنيه اللون.
هذه العادة الصغيرة تغيّر تجربة المشاهدة كلها. ستحتفظ بالدهشة، لكن سيكون لديك أيضًا مدخل لفهم ما ترى. وقبل أن تُعجب باللون، تحقق من مجموعة المرشحات أو مخطط الربط الذي أنتجته.