Вы наверняка помните великолепное изображение Туманности Киля на первых цветных фото, сделанных телескопом НАСА Джеймс Уэбб. Этими потрясающими видами мы во многом обязаны Алиссе Пэган. Будучи разработчиком научных изображений в Институте исследований космоса с помощью космического телескопа, она является одним из тех людей, кто переводит данные Уэбба в нечто непросто видимое, но и завораживающе красивое.
Сама Пэган называет свою работу «сотрудничеством» информации, собственного вкуса и эстетических принципов, выработанных за многолетний опыт научных исследований. Все эти вещи действительно должны работать вместе, иначе мы не сможем насладиться захватывающими объектами, находящимися на огромных расстояниях от телескопа, который за ними наблюдает. Джеймс Уэбб или JWST – не обычный телескоп. Ни одна современная оптика не смогла бы просто «посмотреть» так далеко, поэтому он использует инфракрасный спектр в своей работе. Люди не способны увидеть инфракрасное излучение, поэтому ученые, такие как Алисса, преобразуют информацию, собранную телескопом, в нечто видимое человеческому глазу.
Яркие цвета на фото – предмет множества вопросов, которые часто задают Пэган. JWST фиксирует лишь небольшие диапазоны длин волн в инфракрасном спектре, разыскивая объекты, содержащие водород, кислород и серу. После сбора информации полученные данные окрашиваются в соответствии с так называемым хроматическим упорядочением. Это значит, что короткие длины волн элементов получают цвета с такими же короткими длинами волн. Например, кислород становится синим. Затем все эти цвета накладываются друг на друга, формируя основу будущего изображения.
.jpg)
Однако здесь есть нюанс – длины вол водорода и серы соответствуют красным оттенкам. Поэтому, чтобы отличить их друг от друга и получить больше отдельных деталей на конечном фото, для водорода используется более желтый фильтр. Вся эта корреляция цветов и длин волн получила название «палитра Хаббла», так как впервые была использована именно в этом телескопе.
Полученные таким образом цвета иногда называют ложными, но Пэган подчеркивает, что они отражают реальные данные. Если знать, что чему соответствует, то даже необязательно быть ученым, чтобы прочитать эту палитру как карту. К примеру, фотография Туманности Киля, сделанная Уэббом, четко показывает, что в нижней, более красной части преобладают водород и сера, а в верхней синей – кислород.
«Мне особенно нравится делать вещи более неземными и волшебными.»© Алисса Пэган, разработчик научных изображений в Институте исследований космоса с помощью космического телескопа.
После наложения базовых цветов работа по созданию фотографий превращается в «дело вкуса», как говорит Пэган. Теперь она может двигать палитру вверх-вниз по спектру, приводя изображение в более презентабельный вид. Контрастность в большинстве случаев повышается, как это было в фотографии Туманности Киля, что приводит к повышению яркости цветов. Также обработка включает в себя некоторые объективные вещи, такие как очистка от артефактов, например, от рассеянного света, оставляемого телескопом. Но даже на этом этапе два человека могут получить два разных изображения. «Мне особенно нравится делать вещи более неземными и волшебными», – говорит Пэган. – «В моем личном подходе есть некая причудливость, потому что это космос!»
Попытки вызвать у людей не только рациональный, но и эмоциональный отклик на изображения космических объектов используются не впервые. Элизабет Кесслер, работающая в области визуальной культуры, буквально написала об этом целую книгу. В ней она рассказала, как красивые космические изображения вызывают чувство благоговения перед чем-то за пределами не только нашей планеты, но и нашего понимания. Для этого они частично связываются с уже знакомыми нам образами. Книга «Изображая космос» (Picturing the Cosmos) повествует о том, как визуальные разработчики из команды телескопа Хаббла пытались сделать бескрайние космические просторы более понятными, визуально связывая их с земными ландшафтами.
В работе Джеймса Уэбба применяется та же схема. На обложке книги Кесслер красуется Туманность Киля, сфотографированная телескопом Хаббл. В то время изображение описали как «холмы и долины». В новой версии того же фото, сделанной JWST, туманность называют «космическими скалами».
Такое представление туманности выбрано не только из-за схожести с уже знакомыми нам объектами, но и в угоду эстетики. Кесслер говорит, что «есть много областей [в самой туманности], где можно показать рождение звезд. Но ученые выбрали именно этот регион и создали его изображение таким образом, что края облаков создают линию горизонта».
.jpg)
Естественно, в космосе нет никакого верха. И, хотя фотографии с Земли поворачивают северной частью вверх для удобства людей, для телескопа на орбите север вообще не играет никакой роли. Кесслер говорит, что картинку можно было бы спокойно перевернуть, и ее смысл от этого никак бы не поменялся. Разве что облако пыли превратилось бы во что-то «сочащееся сверху вашего экрана». Такое изображение казалось бы чем-то странным и непонятным для людей, поэтому его и ориентировали именно так, чтобы оно показывало что-то знакомое и понятное. Поэтому фотографию и называют «космическими скалами».
«Подходящая ориентация фотографии была выбрана очень быстро, потому что она казалась более естественной», – говорит Пэган. – «Нам нужно было сделать фото более приземленным, и мне показалось, что оно должно ассоциироваться с горами».
Задача Пэган заключается в том, чтобы изображения стали более «удобоваримыми» для обычных людей, но при этом не лишались всей чарующей магии космоса. Кесслер говорит, что такие аналогии, используемые разработчиками изображений, действительно полезны. «Масштабы того, на что мы смотрим, гигантские. Вся эта огромность просто находится за пределами человеческого понимания. И самое близкое к такому – это именно горы, которые также величественно возвышаются над нами», - поясняет она.
Эстетичный подход к созданию изображений от космических телескопов используется не только учеными или астрофотографами. Этот метод популярен и у наземных фотографов, отчасти благодаря тому, что использование узкополосного подхода позволяет избежать проблем светового загрязнения. Как говорит специалист по связям с общественностью Дилан О’Доннелл, «камера, стоящая на Земле, будет заливаться светом от зданий и улиц. Однако, если вырезать все, кроме очень маленькой полосы излучения, можно сделать почти такой же красивый снимок, как у Хаббла, прямо из центра большого города». Но аналогично тому, как разработчики сами принимают решения, что снимать и в какой ориентации, они могут сами выбрать и цветовую палитру, с помощью которой будут интерпретироваться эти узкополосные фильтры. Помимо «палитры Хаббла», еще одним популярным методом является «палитра CFHT», названная в честь канадско-французского гавайского телескопа.
Оба метода используют хроматическое упорядочение, но по-своему. Например, Хаббл присваивает водороду более желтый фильтр, а CFHT оставляет его красным, переводя серу чуть выше в цветовом спектре. Это приводит к тому, что на один и тот же снимок туманности может быть, как в зелено-синих тонах, так и в фиолетово-желтых, акцентируя внимание зрителя на разных деталях. «От этого наука не меняется», – говорит астроном CFHT Хизер Флевелинг. – «Это просто делает более заметными те или иные детали.»
Есть множество комбинаций длин волн и фильтров, каждая из которых по-разному интерпретирует информацию, собираемую телескопами, а значит и вызывает разный эстетический отклик у зрителя. О’Доннелл даже разработал онлайн-инструмент для предпросмотра, с помощью которго астрофотографы могут попробовать различные методы, а обычные люди – увидеть разницу между всеми этими подходами.
Какой фильтр выбрать, решают сами разработчики, основываясь на личных предпочтениях. О’Доннелл говорит, что большая часть людей стремится получить более естественные изображения, хотя конкретно его работа состоит в том, чтобы использовать «ложные» цвета и выделять больше полезных деталей. Например, на двух фото Туманности Орла (с палитрой Хаббла и более натуральной) видно, что детальнее и глубже является изображение Хаббла. На синем фоне желто-белая пыль выглядит более детализированной, а натуральные розовые оттенки кажутся плоскими, и на них сложнее что-либо разобрать.
Несмотря на то, что палитра Хаббла действительно полезна, О’Доннелл говорит, что она уже кажется «немного банальной» из-за того, что ей пользуются все. Поэтому он занимается популяризацией комбинированного метода, который захватывает длину волны видимого человеку зеленого света наряду с узкополосным спектром водорода и кислорода.
Сам телескоп JWST создает фотографии в весьма неожиданных для многих людей цветах. Например, недавно были опубликованы фото Юпитера, созданные этим телескопом, на которых планета выглядит синей, а знаменитое красное пятно кажется белым из-за отраженного солнечного света. А на снимках Юпитера, сделанных когда-то Хабблом, он уже красно-синий. Пэган (которая не участвовала в обработке конкретно этих изображений) говорит, что такая палитра, скорее всего, была выбрана, чтобы подчеркнуть северное сияние, которое на контрасте кажется красным.
Для Кесслер такая разница в снимках говорит о том, что Уэбб может не идти по пути Хаббла, а предложить свое видение космических объектов. «Мне любопытно посмотреть, что из этого получится», – говорит она. – «Если JWST будет и дальше двигаться в своем направлении.»
Направление Джеймса Уэбба заключается в том, что компьютер и люди вместе принимают решения, основанные на десятилетиях космических исследованиях, столетиях визуальной культуры, и миллиардов лет путешествия света в космосе. Нам тоже любопытно посмотреть, что из этого получится.
