Zářivé barvy vesmíru - realita nebo fikce?

Internet je dneska plný krásných snímků fantastických objektů pozorovaných dalekohledy a družicemi. Většinou jsou krásně barevné a člověka tak čas od času napadne, jestli je to realita, nebo ‘photoshop.’ Překvapivě, záleží to tom, co na snímku zrovna je.

Pokud jste se někdy ocitli na některé z lidových hvězdáren, kterých je v Čechách a na Slovensku požehnaně, možná jste tajně doufali, že když se na vesmírný objekt podíváte skrz dalekohled, odkryje se vám část téhle barevné podívané.

Obvyklý obrázek objektu v dalekohledu, zpravidla malé mlhavé skvrnky, Vás pak možná zklamal. Proč nevidíme barvy? Vinu nemůžeme klást na dalekohled, dokonce ani na jeho velikost. Na vině je prostě a jednoduše nedokonalost našeho zraku spojená s tím, že objekt, na který se koukáme není jasný a je vzdálený.

O autorce: Jana Poledniková (*1987) vystudovala obecnou fyziku a astrofyziku na Masarykově univerzitě v Brně. Doktorské studium tráví na Instituto de Astrofysica de Canarias na Tenerife, kde se snaží proniknout do tajů vzdálených supermasivních černých děr. Kromě pracovního studia se věnuje spoluorganizaci Fyzikálního korespondenčního semináře (FYKOS) pro nadané středoškolákyProblém tkví v tom, že v oku jsou dva druhy receptorů, tyčinky a čípky. Zatímco ve dobrých světelných podmínkách oko používá čípky, v noci je intensita světla nedostatečná a tak vnímáme tyčinkami. Čípky a tyčinky mají výrazně rozdílnou citlivost. Zatímco čípky jsou citlivé v červené části spektra a jsou zodpovědné za barevné vidění, tyčinky jsou citlivé spíše na modrou část spektra a umožňují vidět obrysy (ve tmě máme problém vidět červené věci, z toho důvodu astronomové používají červené světlo, aby si nezrušili adaptaci oka na tmu).

V noci nepřichází do oka tolik světla, aby se aktivovalo vidění čípky, takže oko je naším vlastním limitem pro pozorování barevných objektů. Ale co kdybychom dostali šanci dostat se k některému z fantastických objektů, který se vyskytuje na snímcích třeba z Hubbleova vesmírného dalekohledu (Hubble Space Telescope - HST)?

Co vlastně vidíme?

Abychom přišli na to, jak bychom objekty viděli, kdybychom jim byli blíž, musíme se zamyslet nad tím, jak barevné snímky vznikají. Na dalekohledech i družicích bývá zpravidla namontován tzv. CCD detektor, který není nepodobný tomu, co máme v digitálních fotoaparátech. Jediný rozdíl je v tom, že naše fotoaparáty fotí barevně, kdežto CCD detektory snímají černobíle. Jak je tedy možné, že se k nám nakonec dostanou barevné snímky vesmíru? Jednoduše, použitím filtrů, které vyfiltrují z dopadajícího světla jen určité vlnové délky.

Použijeme-li filtr odpovídající zelené, červené a modré části světla, vidíme, jak vybraný objekt vypadá jen zelený, jen červený... Každý z monochromaticky barevných snímků pak stačí obarvit v nějakém programu na příslušnou barvu a pak hodnoty jednotlivých pixelů sečíst a voilá, barevný RGB (red, green, blue) snímek je na světě, neboť z těchto tří barev jsme schopni složit libovolnou barvu barevného spektra. Takže se vlastně nejedná o nereálný proces. Až na několik maličkostí...

Nejpodivnější fotografie Marsu: pět záhad k rozlousknutí

Lidské oko je různě citlivé na různé barvy a citlivost filtrů v daných barvách (tedy vlnových délkách) se může od oka docela slušně lišit. To je v podstatě jen dílem správného nakalibrování. Je to tedy realita? Podívejte se na následující dvě fotografie:

Je na nich vidět srovnání toho, co bychom mohli a nemohli vidět. Krásně barevný snímek je to, co bychom hypoteticky byli schopní vidět okem. Druhý snímek zachycuje část, která se uprostřed optického snímku zdá modrozelená. Je to vysokoenergetický objekt, pozorovaný rentgenovou družicí, který naše oko nemá šanci vidět.

Co je vlastně realita?

Správná odpověď na realitu je schovaná v oněch filtrech. Leckterý CCD detektor umí snímat i vlnové délky pro lidské oko neviditelné. Pak ana něj lze používat filtry, které vyfiltrují záření třeba jen v ultrafialové nebo infračervené oblasti. To už bychom jako obyčejní pozorovatelé nebyli schopni spatřit. Typickým případem jsou mračna prachu a plynu, která vyzařují jen proto, že jsou teplé, ale ne tak, aby byly žhavé. Ty bychom okem jednoduše neviděli, ale šikovným detektorem a filtrem si ho můžeme zobrazit a pak obarvit na libovolnou barvu.

Přelom: Fyzici vytvořili nový vesmír – v laboratoři

Takže jaký je verdikt? Objekty jako galaxie nebo zářící mlhoviny dost často na obrázcích zachycují více či méně reálný obraz, který by lidské oko bylo schopné spatřit, pokud jsou dobře nakalibrované. Pokud je na snímku prachový objekt, nebo naopak něco zářícího na velmi vysokých energiích, naše šance na spatření takového úkazu okem jsou mizivé.

Další články Jany Polednikové:

Jeden den v životě astronoma: jak se zkoumá vesmír