Sind die Farben der Hubble-Teleskop-Bilder «echt»?

Der Käfernebel (NGC 6302) ist ein planetarischer Nebel im Sternbild Skorpion, welcher 4000 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Er  wurde von einem Roten Riesen gebildet, als dieser seine äussere Hülle in Form von extrem schnellen Gasströmen abgestossen hat.
Bild: NASA, ESA, Hubble, HLA; Überarbeitung und Bildrechte: Robert Eder

Das Hubble-Teleskop verfügt über keine «Farbkamera». Die CCD Kameras des Teleskops erzeugen nur Graustufen-bilder. Diese werden aber mit unterschiedlichen Filtern aufgenommen, zum Beispiel mit Rot, Grün und Blau Breitbandfiltern, entsprechend der Empfindlichkeit der RGB Photorezeptoren in unseren Augen.
Bild: NASA, ESA, Hubble

Aufnahmen mit Breitbandfiltern für die drei Farben Rot, Grün und Blau

Der Orionnebel (M 42) ist ein Emissionsnebel im Sternbild Orion.

Aufgenommen mit dem Rotfilter

Aufgenommen mit dem Grünfilter

Aufgenommen mit dem Blaufilter

Diese drei Graustufenbildern des Orionnebels werden nun in ein R-, ein G- und ein B-Bild umgewandelt.
Aus diesen drei Bildern kann nun ein Farbbild des Orionnebels erstellt werden.

R

G

B

Die Farben in dem so erzeugten Farbbild entsprechen dem, was ein fiktiver Astronaut sehen würde, wenn er oder sie tatsächlich zum Orionnebel reisen würde.
Bild: Chuck Ayoub; Wikimedia

Aufnahmen mit Schmalbandfiltern

Anstelle von Breitbandfiltern werden beim Hubble Teleskop auch Schmalbandfilter eingesetzt. Diese Schmalbandfilter lassen nur einen sehr schmalen Spektralbereich passieren, zum Beispiel die H-Alpha-Linie von Wasserstoff bei 656.281 nm (Rot). Diese Wellenlänge entspricht genau derjenigen Farbe, die heisser Wasserstoff aussendet, zum Beispiel in Emissionsnebeln.

Emissionsnebel sind interstellare Gaswolken, welche aufgrund ihrer hohen Temperatur leuchten. Die von Emissionsnebeln emittierten Farben hängen von ihrer chemischen Zusammensetzung ab (Wasserstoff, Sauerstoff, Schwefel, Silizium, …).
Aufnahmen mit Schmalbandfiltern ermöglichen so eine farbliche Darstellung der chemischen Zusammensetzung der Wolke.

Im Bild unten ist der leuchtende Wasserstoff rot, Sauerstoff Blau und Schwefel grün dargestellt. Solche Bilder haben einen hohen Informationsgehalt, entsprechen aber nicht mehr demjenigen Bild, das ein fiktiver Astronaut vom Objekt haben würde.

Cirrusnebel, Überrest einer Supernova, die vor 8’000 Jahren im Sternbild Schwan stattfand. Er besteht aus einer Ansammlung von Emissions- und Reflexionsnebeln.  Bild: NASA, ESA, Hubble Heritage Team

Aufnahmen im Infrarot  und Ultraviolettbereich des elektromagnetischen Spektrums

Die CCD Kameras des Hubble Teleskops können auch von der Infrarot- und Ultraviolettstrahlung Graustufenbilder erzeugen, einer Strahlung, welche für uns unsichtbar ist.

Bild: NASA, ESA

Mit diesen Graustufenbildern der Infrarot- und Ultraviolettstrahlung ist es natürlich nicht mehr möglich, ein natürliches Farbbild zu erstellen. Trotzdem kann man auch aus diesen Graustufenbildern ein Farbbild erstellen. Mit Hilfe von repräsentativen Farben können so zusätzliche Informationen über das Objekt dargestellt werden.

Das Bild im Zentrum ist aus Graustufenbildern von ultravioletter, sichtbarer (visuell) und infraroter Strahlung zusammengesetzt.

NGC 1512 ist eine Balken-Spiralgalaxie im Sternbild Pendeluhr am Südsternhimmel. Sie befindet sich in einer Entfernung von 33 Millionen Lichtjahren und hat einen Durchmesser von etwa 110’000 Lichtjahren. Das zusammengesetzte Bild im Zentrum entspricht aber nicht mehr demjenigen Bild, das ein fiktiver Astronaut vom Objekt haben würde. Bild: NASA, ESA
Durch diese Farbdarstellung lassen sich wichtige Details der Spiralgalaxie hervorheben.

Multiwellenlängen Bilder

Für das zusammengesetzte Bild unten wurden nicht nur Aufnahmen vom Hubble-Teleskop verwendet, sondern auch solche von Radio- und Röntgen-Teleskopen.
Im Röntgenstrahlenbild (X-Ray, violett) erkennt man deutlich den eingebetteten Pulsar, einen schnell rotierenden Neutronenstern.

Der Krebsnebel im Sternbild Stier ist der Überrest der im Jahr 1054 beobachteten Supernova, in dem sich ein Pulsarwind-Nebel gebildet hat. Seine Entfernung beträgt 6’300 Lichtjahre.
Bild: NASA, ESA

→ Gibt es Farben?

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