Du har set James Webb-rumteleskopets første fuldfarvebilleder, ikke?
En stjerneskole, der afslører tidligere usynlige stjerner, en gigantisk exoplanets atmosfære undersøgt, en gruppe af galakser, en smuk planetarisk tåge og det dybeste billede af vores univers, der nogensinde er taget.
Ret sejt, hva’? Men var de rigtige?
Selvfølgelig var de rigtige!
Var de præcis, som Webb fangede dem i ét enkelt billede, som når du tager et billede med din telefon?
Nej slet ikke.
Webb er designet til at være følsom over for lys, som vi ikke kan se. Den har også fire videnskabelige instrumenter og sytten tilstande.
“Når du får dataene ned, ligner de ikke noget smukt farvebillede,” sagde Klaus Pontoppidan, Webb-projektforsker ved STScI, som leder et team af 30 ekspert billedmanipulationer. “De ligner næsten ikke noget overhovedet [, og] det er kun, hvis du ved, hvad du skal kigge efter, at du kan sætte pris på dem.”
Webbs ingeniører var nødt til at manipulere de billeder, vi så,, før de blev offentliggjort, og det af nogle ret simple og fornuftige årsager.
Så hvad sker der?
Planlægning af billeder
Først kommer skudvalget. NASA ledte efter objekter, der ville skabe en flot ramme, havde struktur og gjorde brug af farver – samtidig med at de fremhævede videnskaben.
Webb kan ikke se alle dele af himlen på et givet tidspunkt. Så i betragtning af, at opsendelsen af teleskopet blev forsinket flere gange, var der ingen måde, at ingeniører omhyggeligt kunne planlægge de første billeder, før Webb blev sendt op i december sidste år.
Da det skete, havde ingeniører en liste med omkring 70 mål, som blev udvalgt for at demonstrere bredden af det videnskabelige, Webb var i stand til, og som kunne udløse spektakulære farvebilleder.
“Når vi vidste, hvornår vi ville være i stand til at tage dataene, kunne vi gå ned på listen og vælge de højest prioriterede mål, der var synlige på det tidspunkt,” sagde Pontoppidan. “Billederne var planlagt i lang tid [, og] der har været meget arbejde med at stimulere, hvordan observationerne ville se ud, så alt kunne konfigureres helt rigtigt.”
Hvordan Webbs data kommer tilbage til Jorden?
Før ingeniører kan gå i gang med at manipulere Webbs billeder, skal de rå data returneres til vores planet fra millioner af kilometer ude i rummet. Det gøres ved at bruge NASA JPLs Deep Space Network (DSN), som er, hvordan ingeniører kommunikerer med og modtager data fra dets 30+ robotsonder i solsystemet og videre – inklusive Webb. Der er tre komplekser i DSN, hver placeret 120º fra hinanden; Californien, Madrid i Spanien og Canberra i Australien.
Radiobølger er meget pålidelige, men langsomme. Dataene kommer ind med et par tunge megabits per sekund (Mbps). Dog vil DSN snart blive opgraderet fra langsomme radiotransmissioner til superhurtige “rumlasere”, der massivt kan øge datahastighederne til så meget som 10 eller endda 100 gange hurtigere.
“Vi planlægger ting, uploader dem til observatoriet, tager dataene og får dem ned på Jorden igen – så har vi endnu en lang periode, hvor vi behandler dataene,” sagde Pontoppidan.
Hvorfor farverne i Webbs billeder er falske
Er Webb-teleskop billederne farvelagt? Er farverne i rumbilleder ægte? Nej, de er ikke. Webb-teleskopet ser i rødt. Det er deroppe specifikt for at registrere infrarødt lys, det svageste og fjerneste lys i kosmos.
Det ser i det væsentlige i varmestråling, ikke synligt lys. Den ser en anden del af det elektromagnetiske spektrum:
Hvor lang tid det tager at behandle Webbs billeder?
Det er en kompleks proces, som for data fra Webb bare ikke var blevet udført før. Så det tager et par uger for hvert billede at dukke op i deres fulde farverige pragt.
“Typisk kan processen fra rå teleskop data til endeligt, rent billede, der kommunikerer videnskabelig information om universet, tage alt fra uger til en måned,” sagde Alyssa Pagan, en science visuals-udvikler hos STScI.
Det var bestemt ventetiden værd.
“På de første billeder har vi kun et par dages observationer,” sagde Pontoppidan. “Dette er virkelig kun begyndelsen, og vi ridser kun i overfladen.”
