こうしてハッブル画像が現れる

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２００３年９月１日号　鮮やかなトリフィド

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2008年07月22日

　私たちは、想像できない規模とほとんど無限の美しさを秘めた宇宙に住んでいます。

　どのように、星、銀河、星雲からの光が、長年にわたって私たちに影響を与えた華々しい画像として作られるのでしょうか？

　あなたは、これらの美しいハッブル画像を見てそして、それらがどのように作られたと思いますか？
　遠くの物体からの微かな光がハッブルによって検出された後で、何がそのように生じるのでしょうか？
　宇宙で捉えられた光が、ポスターやコンピュータのスクリーン上で、どのようにして華々しい色彩映像に変換するのでしょうか？
　澄み渡った夜に天を見上げるとき、私たちは数千の星からの光を見ることができます
　私たちの目は、素晴らしい探知器ですけれども、現実としてに非常に制限されています。
　私たちの目は、宇宙の遙か遠くを熟視するのに十分に敏感ではありません。

　本職の天文学者のみならず、私たちにとってもハッブル宇宙望遠鏡は、宇宙を徹底調査できる刺激的な存在です。

　地球より上に600kmの有利な位置にあるハッブルは、私たちの宇宙の窓です。
　遠くの物体からの光が私たちの方へ発するとき、ハッブル画像を作る旅行が始まります。
　宇宙の広大な距離を横切って旅行した後で、それらの光がハッブルの幅2.4メートルの鏡に捕らえられます。
　光は、その時、デジタルカメラに少し類似したCCDチップによって光子が電荷に変えられハッブルのいくつかのカメラの1つに送られます。
　たとえば、掃天観測用高性能カメラ（ACS）には、1600万以上の画素または『ピクセル』があります。
　光を収集するために、これらは小型の「バケツ」として作動します。
　カメラは、その時、どれくらい光がそれぞれのバケツ、ピクセルでの電荷を捕らえられているか、そして映像を出力するかを読みます。
　この情報が、アメリカとヨーロッパのアーカイブで記憶される一連の符号化した数字として地球にその時送り返されます。

　ハッブルのカメラ映像は、異なるフィルターで宇宙の姿を捉えています。
　これらは、遠い銀河と星雲の種々の部分に続くかもしれない異なる物質的なプロセスに特有な光の選ばれた特定の波長です。

　この色は、いつもはこれが必ずしも真実でないけれども、だいたいフィルターの実際の色と一致するために選ばれます。
　そして、2～6のフィルターを掛けられた映像が、最終的な色彩画像を創出するために組み合わされます。
　例えば、衝突しているアンテナ銀河の色彩眺めは、以下のようにして作られます。
　ハッブルは、銀河内で異なる構成要素を明らかにするために赤、緑、青のフィルターで、この衝突しているペアの像を造りました。
　各フィルター映像の見方としては、たとえば、青い光が、宇宙の衝突によって引き起こされる乱暴な星形成を見せている一方、赤い光は、古い星と熱烈な水素ガスから来ています。

　画像を作る際の挑戦の一つは、微かな光から超明るい天体まで、その自然な明るさに莫大な範囲があり、天文画像が、私たちの目とコンピュータ・スクリーンにそれらの完全な中身を示すことができないほど情報が豊富であるということです。
　自然は、1つの写真に捕らえづらいかもしれず、私たちのほとんどは以下のような状況に遭遇しています。
　あなたが景色の映像を撮ろうとすることを想像してみましょう。
　例えば、空の明るい部分または植物のより暗い部分を捕らえることができるけれども、めったに両方を一緒に撮ることはありません。
　私たちが全ての微妙な違いを見ることができるように、画像処理スペシャリストの仕事は、一緒に明るさのこの範囲を要約することです。
　ハッブル画像の専門家は、専用のプログラムを使います。そして、私たちの目が解釈できる素晴らしい高品位の画像を生産するためにESA、ESO、ＮＡＳＡによって創始されました。

　ところで、私たちがハッブルを通して見ているのならば、私たちの目で見るものなのでしょうか？
　それは、本当でもあるしそうでもないとなります。
　例えば、葉巻銀河の画像は、ハッブルが可視光で見るものです。
　望遠鏡を通して見るときでも、私たちの目はこの遠くの物体からの微かな光を見つけられるほど、実際は十分に敏感ではありません。
　ハッブルの計器が、どんな遠くの微かな光でも私たちに見せることができるのは、集中した期間（時間）に渡って光を集めて合算することができるからです。
　そして、それは、私たちの目が行えないことでもあります。

　さらに、若干の望遠鏡は、私たちが目で見ることができない波長を『見る』ことができます。
　ハッブルの多色波長眺めは、私たちの目または全ての一つの望遠鏡で見ることができるより、より多くを私たちを見せます。
　葉巻銀河の画像の一部は、スピッツァー宇宙望遠鏡の赤外線光とチャンドラＸ線天文台のX線光で作られました。

　宇宙という自然は、私たちの突飛な想像力をものともせずに、驚きを示し続けています。

「時空の旅・ハッブル遺産編　こうしてハッブル画像が現れる」　コスモス・ビジョン

惑星テラ見聞録

ハッブル宇宙望遠鏡宇宙画像の作り方 NASA コスモス・ビジョン惑星テラ見聞録

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