Geçen hafta dünyanın en gelişmiş teleskobu olarak bilinen James Webb Uzay Teleskobu uzayın ilk defa tam renkli görüntülerini paylaştı. Büyüleyici görüntüler arasında daha önce görünmeyen yıldızları ortaya çıkaran bir yıldız grubu, bir grup galaksi, bulutsu yıldız topluluğu ve evrenimizin şimdiye kadar çekilmiş en derin hali yer alıyordu.
Bu görüntülerin gerçek olduğuna dair şüphe yok. Ancak elinizdeki akıllı telefonla fotoğraf çeker gibi, Webb onları tek bir görüntüde yakalamadı. Webb teleskobu bizim göremediğimiz ışığa duyarlı olacak şekilde tasarlanmış ve dört bilimsel aracı ve on yedi modu var.
Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nde (STScI) Webb proje bilimcisi olan ve otuz kişiden oluşan uzman görüntü düzenleme ekibinin başında bulunan Klaus Pontoppidan, "Verileri aldığınızda güzel, renkli bir görüntüye hiç benzemiyorlar" diyor. Pontoppidan "Neredeyse hiçbir şeye benzemiyorlar ancak ne aradığınızı bilirseniz onları takdir edebilirsiniz" diye ekliyor.
İşte bu basit nedenlerden yola çıkarak Webb'in mühendisleri yayınlanmadan önce gördüğümüz görüntüleri yoğun bir şekilde düzenlemek zorunda kaldılar. Süreç şu şekilde gelişiyor:
Görüntüleri düzenleme
İlk aşamada çekilen görüntüleri seçme kısmı var. NASA’nın aradığı nesnelerin güzel bir görüntü oluşturması, kuvvetli bir yapısı olması, renklerden yararlanması ve aynı zamanda bilimi vurgulayacak şekilde olması önemliydi.
Webb her an gökyüzünün her yerini göremiyor. Dolayısıyla, teleskobun gökyüzüne fırlatılıp faaliyete geçmesinin birçok kez ertelendiği göz önüne alındığında, mühendislerin teleskop geçtiğimiz Aralık ayında gökyüzüne çıkana kadar ilk görüntüleri özenli bir şekilde planlamalarının bir yolu yoktu.
Teleskop gökyüzüne çıktığında ise mühendislerin elinde bir liste vardı. Bu liste Webb'in yeterli olabileceği bilimin genişliğini göstermek için seçilen ve olağanüstü renkli görüntülerin habercisi olabilecek yetmiş hedefi kapsıyordu.
Pontoppidan, "Verileri ne zaman alabileceğimizi öğrendikten sonra, bu listeye göz atabilir ve o sırada görülebilen en fazla öncelik verdiğimiz hedefleri seçebilirdik. Görüntüler uzun zamandır planlanıyordu ve gözlemlerin neye benzeyeceğini canlandırmak için çok fazla çalışma yapıldı, böylece her şey doğru şekilde yapılandırılabildi” dedi.
Webb'in verileri Dünya'ya nasıl ulaşıyor?
Mühendisler Webb'in çektiği görüntüleri düzenlemeye başlamadan önce işlenmemiş verilerin uzayda milyonlarca mil öteden gezegenimize geri gönderilmesi gerekiyor. Bu da NASA Jet İtki Laboratuvarı’nın Derin Uzay Ağı (DSN) kullanılarak yapılıyor.
Mühendisler bu ağ sayesinde güneş sistemi ve ötesinde Webb dahil otuzdan fazla robot uzay sondaları ile iletişim kuruyor ve onlardan veri alıyor. DSN’in her biri birbirinden 120 derece uzaklıkta yer alan üç kompleksi bulunuyor. Bunlar Kaliforniya, Madrid ve Avustralya'daki Canberra’da bulunuyor.
Radyo dalgaları çok güvenilir olmasına rağmen yavaş. Veriler saniyede birkaç megabit (Mbps) gibi düşük bir hızda geliyor. Ancak DSN yakında yavaş radyo yayınlarından süper hızlı "uzay lazerlerine" yükseltilecek. Bu da veri hızlarını 10 hatta 100 kata kadar artırabilir. Pontoppidan "Her şeyi planlıyoruz, gözlemevine yüklüyoruz, verileri alıyoruz ve Dünya'ya geri gönderiyoruz. Sonra verileri işlediğimiz uzun bir süreç daha oluyor" dedi.
Fotoğraflardaki renkler neden sahte?
Uzay fotoğraflarındaki renkler gerçek mi diye soruyorsanız, hayır, gerçek değil. Webb teleskobu aslında kırmızı renkte görüyor. Webb’in görevi özellikle evrendeki en soluk ve en uzak ışık olan kızılötesi ışığı tespit etmek.
Teleskop esasen görünür ışığı değil, ısı radyasyonunu görüyor. Yani elektromanyetik spektrumun başka bir bölümünü görüyor. Bir gökkuşağı düşündüğünüzde bir uçta kırmızı, diğer uçta mavi veya mor yer alır. Fakat bu gökkuşağı gerçekte çok daha geniştir, ancak her iki uç nokta da insan gözünün algılayabileceği renklerin sınırlarını temsil eder.
Mavinin ötesinde, adını bilmediğimiz daha kısa ışık dalga boyları var. Aynı şekilde kırmızının ötesinde de ışığın dalga boyu uzuyor. İşte Webb'in baktığı nokta da burası, elektromanyetik spektrumun kızılötesi kısmı. Çok parlak ışık kaynaklarının yanında soluk ışık kaynaklarını tespit edebilmek için maskeleme teknikleri, yani filtreler kullanıyor. Ama bu kaynakların hiçbiri renkli değil. Gördüğümüz fotoğrafların bizim için renkli olmasının bir açıklaması var.
Webb'in fotoğrafları nasıl renklendirildi?
Webb'in yakaladığı görüntüler elektromanyetik spektrumda algılayamadığımız bir kısımdan görebildiğimiz görünür ışık kısmına taşınıyor. Mühendisler her bir kızılötesi ışığın farklı dalga boylarını algılayan 29 farklı dar bantlı filtre kullanarak Webb'den tek parlaklıkta görüntüler alıyorlar.
Her filtrenin topladığı ışığa, en uzun dalga boyuna sahip olan kırmızı ışıktan en kısa dalga boyuna sahip olan maviye kadar farklı bir görünür renk veriyorlar. Daha sonra birleşik bir görüntü oluşturuyorlar.
Buna hile yapmak diyemeyiz çünkü mühendislerin aslında yaptığı tek şey, spektrumun gözlerimizin göremediği bir bölümünden radyasyonu alıp spektrumun görebildiğimiz başka bir bölümüne kaldırmak. Bunu bir şarkıyı farklı bir tonda çalmak gibi düşünebilirsiniz.
Akıllı telefonlarımızın kamerası da dahil olmak üzere tüm kameralar gördüğünüz görüntüleri çekmek için filtreler kullanır. Kırmızı, yeşil ve mavi filtreler birleştirildiğinde gerçek görünen bir görüntü oluşturur. Kısaca Webb'in görüntülerinin gerçek olmadığını düşünüyorsanız, kendi akıllı telefonunuzun fotoğraflarının da sahte olduğunu düşünmeniz gerekir.
Webb'in görüntülerinin işlenmesi ne kadar sürüyor?
Renkli görüntülere sahip olmak Webb'den gelen veriler için daha önce yapılmamış karmaşık bir süreç olduğundan her bir görüntünün tam renkleriyle ortaya çıkması birkaç hafta alıyor. STScI'da bilim görselleri geliştiricisi olan Alyssa Pagan, "Tipik olarak, işlenmemiş teleskop verilerinden evren hakkında bilimsel bilgi ileten son, temiz görüntüye kadar olan süreç haftalar ila bir ay arasında sürebilir" dedi.
Pontoppidan, "İlk görüntülerde sadece birkaç günlük gözlemlerimiz var." dedi. "Bu gerçekten sadece bir başlangıç ve biz sadece ilk adımları atıyoruz" diye ekledi.
(Kaynak: Forbes)
