Home ЛЮБОПИТНО Вселената през „погледа“ на телескопа „Хъбъл“, визуализирана в 3D (видео)

Вселената през „погледа“ на телескопа „Хъбъл“, визуализирана в 3D (видео)

by admin


Наскоро космическият телескоп „Хъбъл“ навърши 30 години работа в орбита около Земята. За да отбележат подобаващо годишнината, астрономите публикуваха специални изображения на две мъглявини, които се намират в Големия Магеланов облак – една от сателитните галактики на Млечния път.

Телескопът „Хъбъл“

Това е нещо като символичен подарък за рождения ден на телескопа. Особеното в „подаръка“ е, че е под формата на „3D научна визуализация“ – имаме възможност да усетим невероятното „пътуване“ през космическото пространство и от първа ръка да станем свидетели на онова, което е уловил с инструментите си космическия телескоп.

Изображението е създадено на база заснетото от основната камера на „Хъбъл“. 3D-шоуто обаче, е продукт, родил се след седмици работа на екип от специалисти по визуализации, работещи в Space Telescope Science Institute (STScI) в Балтимор, САЩ. Екипът, ръководен от Грег Бейкън и д-р Франк Съмърс, е претворил много от най-забележителните изображения на „Хъбъл“ в 3D-визуализации – от грандиозната мъглявина Орион до приказната галактика Whirlpool и мъглявината Конска глава.

Мъглявините са гигантски космически облаци от прах и газ. Някои от тях са образувани от изхвърлената материя, когато умираща звезда избухне. Други са региони, в които започват да се формират нови звезди.

„Има няколко важни причини, поради които изготвяме тези визуализации: така изображенията от „Хъбъл“ оживяват, показват триизмерната структура на астрономическите обекти и визуално са завладяващи, с което привличат и хора, които са далеч от следящите внимателно научните публикации. Надяваме се, че така обществеността не само ще се наслаждава на великолепието на космическото пространство, но ще развие и по-научен поглед към необятната Вселена“, обяснява Франк Съмърс, който е доктор по астрономия.

Една от най-забележителните визуализации ни отвежда на пътешествие, по време на което прелитаме през Вселената, за да станем свидетели на почти 13 милиарда години космическа еволюция.

Звучи невероятно, но всичките стотици, хиляди галактики, които виждате във визуализацията, са от едно изображение, заснето от „Хъбъл“. Кадърът е наречен „Hubble Ultra Deep Field“ и е заснет, докато телескопът се фокусира в малък участък от небосвода в продължение на 11 дни. Целта на това „вторачване“ е да се улови светлината, пристигаща от някои от най-далечните галактики, наблюдавани някога.

За да създадат визуализацията, експертите са „отрязали“ 5333 галактики от изображението на „Хъбъл“ и след това внимателно са екстраполирали разстоянието до всяка галактика (използвайки „червеното отместване“). Следва внимателното разполагане на галактиките една по една във виртуален 3D-пространствен модел. За да е възможна илюзията за прелитане през пространството, дистанциите между обектите са компресирани с фактор от няколкостотин единици.

А това е изходното изображение на „Хъбъл“, от което е създадена 3D-визуализацията.

Д-р Франк Съмърс добавя: „Бързото развитие на компютрите, както и на графичния софтуер за филмовата индустрия, спомагат за разширяването на възможностите ни за визуализации в областта на астрономията. Вече можем да обработваме много по-големи изображения и бази от данни, както и да създаваме сложни сцени с висока резолюция, каквито доскоро не биха били възможни. Нещо повече, можем да използваме постиженията на скъпите инвестиции в софтуер за създаването на фантастични филми, като използваме подходящите части от тези пакети за научни цели“.

Стълбовете на сътворението в 3D

Всяка визуализация по изображения на „Хъбъл“ върви със свой собствен, уникален набор от предизвикателства. Добър пример е 3D научната визуализация на най-емблематичното изображение на космическия телескоп и едно от спиращите дъха чудеса на Млечния път: великолепните Стълбове на сътворението.

То е създадено от специалисти на Европейската Южна обсерватория (ESO) и отвежда зрителя на вълнуващо космическо пътешествие: полет през 100 светлинни години в гигантски облак от прах и газ, наречен мъглявината Орел. Когато достигне до Стълбовете на сътворението, визуализацията преминава в инфрачервения спектър, разкривайки ембрионите на звезди в колоните от газ и прах.

За последно през 2014 година „Хъбъл“ заснема Стълбовете на сътворението във видимия и инфрачервения сегмент от спектъра. За да покажат околния пейзаж в мъглявината, специалистите по визуализации Луис Калсада и Мартин Корнмесер допълват изображенията от „Хъбъл“ с други, набавени от наблюдения с телескопи на ESO и на проекта Digitized Sky Survey.

Първата стъпка в създаването на визуализацията е да се изгради 3D модел на мъглявината Орел. За да осъществят това, екипът най-напред елиминира звездите от изображенията, след което създава множество слоеве с формите на мъглявината. После „изрязаните части“ се сглобяват в триизмерно пространствен модел. Процесът е подобен на създаването на декори за театрална сцена, с тази разлика, че въпросната сцена е с космически мащаби и се простира на дистанция от 100 светлинни години!

„Процесът е до голяма степен интуитивен – визуално трябва да се прецени кои слоеве газ са на преден план, кои са във фона, как си взаимодействат със светлината от звездите, скрити в недрата на облаците“, обяснява Луис Калсада.

За да добавят отново „липсващите“ звезди, експертите използват данни от мисията „Gaia“ на Европейската космическа агенция, която е записала местоположението в пространството, яркостта и цвета на над един милиард звезди от Млечния път. Така е възможно точно да се пресъздадат приблизително 4000 „синтетични звезди“ в рамките на 1000 светлинни години от пространството във всяка посока покрай мъглявината.

Когато моделът на мъглявината е готов, идва ред на по-сложната задача – създаването на 3D визуализация на Стълбовете на сътворението. Най-високият стълб всъщност се издига зад двата други стълба и всеки от тях е под определен ъгъл. Екипът използва данни от Very Large Telescope в Чили, за да определи точното позициониране и ориентацията на стълбовете в 3D пространството. Чрез картографиране на красивите снимки от „Хъбъл“, специалистите „извайват“ 3D модел на стълбовете.

Крайният резултат е визуализация, която се основава на истинските изображения от телескопи и данните от наблюдения, но съчетани с интуиция и екстраполиране, запълване на „петната“, за които липсват данни.

В заключение Луис Калсада казва: „Може би най-сложно е да се предаде правилното усещане за мащабите на мъглявината. Обработката, импортирането и „вмъкването“ на звездите от каталога на Gaia към реконструираната в 3D мъглявина също е трудна задача, защото се стремим да създадем не само естетически приятен образ на мъглявината, който обаче, да е и максимално реалистичен“.

––––
За още новини харесайте страницата ни във Facebook>>>



Source link

(Visited 8 times, 1 visits today)
Да го споделим с приятели 🙂

Related Articles