NASA-rumteleskoper giver en 3D-rejse gennem Orion-stjernetågen

Astronomer og visualiseringsspecialister fra NASAs Universe of Learning -program har kombineret synlig og infrarød vision af Hubble- og Spitzer -rumteleskoper for at skabe et hidtil uset, tredimensionel, gennemgang af den maleriske Orion-stjernetåge, en nærliggende stjernedannende region.

Seerne oplever denne stjerneværelse i nærheden "tæt på og personlig", da den nye digitale visualisering færger dem blandt nyfødte stjerner, glødende skyer opvarmet af intens stråling, og haletudseformede gasformige konvolutter, der omgiver protoplanetære diske.

Ved hjælp af egentlige videnskabelige billeder og andre data, kombineret med Hollywood -teknikker, et team ved Space Telescope Science Institute i Baltimore, og Caltech/Infrared Processing and Analysis Center (IPAC) i Pasadena, Californien, har skabt den bedste og mest detaljerede multi-bølgelængde visualisering endnu af denne fotogene tåge. Flyve-through gør det muligt for mennesker at opleve og lære om universet på en spændende ny måde.

Den tre minutter lange film, som viser Oriontågen i både synligt og infrarødt lys, blev frigivet til offentligheden i dag. Det er tilgængeligt for planetarier og andre centre for uformel læring over hele verden for at hjælpe publikum med at udforske grundlæggende spørgsmål inden for videnskab, såsom, "Hvordan kom vi her?"

"At kunne flyve gennem stjernetågen i tre dimensioner giver mennesker en meget bedre fornemmelse af, hvordan universet virkelig er, "forklarede Space Telescope Science Institute's visualiseringsforsker Frank Summers, der ledede teamet, der udviklede filmen. "Ved at tilføje dybde og struktur til de fantastiske billeder, denne gennemløb hjælper med at belyse universet for offentligheden, både lærerigt og inspirerende. "

"At se på universet i infrarødt lys giver en slående kontekst for de mere velkendte synlige lysudsigter. Denne film giver en enestående fordybende chance for at se, hvordan nye funktioner vises, når vi skifter til lysbølgelængder, der normalt er usynlige for vores øjne, "sagde Robert Hurt, blyvisualiseringsforsker ved IPAC.

En af himmelens klareste nebulas, Oriontågen, er synlig for det blotte øje. Det fremstår som den midterste "stjerne" i sværdet i stjernebilledet Orion, jægeren, og ligger omkring 1, 350 lysår væk. Kun 2 millioner år gammel, stjernetågen er et ideelt laboratorium til undersøgelse af unge stjerner og stjerner, der stadig dannes. Det giver et glimt af, hvad der kunne være sket, da solen blev født for 4,6 milliarder år siden.

Den tredimensionelle video giver et kig på tågenes fantastiske topografi. En strøm af ultraviolet stråling og stjernevinde fra den massive, centrale stjerner i Trapezium-stjerneklyngen har skåret et hulhul skålelignende hulrum ud i væggen i en kæmpe sky af koldt molekylært brint snøret med støv.

Astronomer og visualisatorer arbejdede sammen for at lave en tredimensionel model af dybderne i denne hulområder, som at planlægge bjerge og dale på havbunden. Farverige Hubble- og Spitzer -billeder blev derefter overlejret på terrænet.

Den videnskabelige visualisering tager beskueren på en betagende flyvning gennem stjernetågen, efter konturerne af gas og støv. Ved at skifte mellem Hubble- og Spitzer -visningerne, filmen viser påfaldende forskellige detaljer om Oriontågen.

Hubble ser objekter, der lyser i synligt lys, som typisk er i tusindvis af grader. Spitzer er følsom over for køligere genstande med temperaturer på kun hundredvis af grader. Spitzers infrarøde syn trænger igennem dunkelt støv for at se stjerner indlejret dybt i stjernetågen, såvel som svagere og mindre massive stjerner, som er lysere i infrarød end i synligt lys. Den nye visualisering hjælper folk med at opleve, hvordan de to teleskoper giver et mere komplekst og komplet billede af stjernetågen.

Visualiseringen er en af ​​en ny generation af produkter og oplevelser, der udvikles af NASAs Universe of Learning -program. Indsatsen kombinerer en direkte forbindelse til videnskaben og forskerne i NASAs astrofysiske missioner med opmærksomhed på publikums behov for at gøre det muligt for unge, familier og livslange elever til at udforske grundlæggende spørgsmål inden for videnskab, opleve, hvordan videnskaben gøres, og opdager universet selv.

Den tredimensionelle fortolkning styres af videnskabelig viden og videnskabelig intuition. Startende med de todimensionale Hubble- og Spitzer-billeder, Summers og Hurt arbejdede sammen med eksperter for at analysere strukturen inde i stjernetågen. De skabte først en synlig lysoverflade, og derefter en underliggende struktur for de infrarøde funktioner.

For at give stjernetågen dens æteriske følelse, Summers skrev en særlig gengivelseskode for effektivt at kombinere titusinderne af halvgennemsigtige elementer i gassen. Den tilpassede kode giver Summers mulighed for at køre denne og andre visualiseringer på stationære arbejdsstationer, frem for på en supercomputerende klynge.

De andre komponenter i stjernetågen blev isoleret i billedlag og modelleret separat. Disse elementer omfattede stjerner, protoplanetære diske, bue stød, og den tynde gas foran stjernetågen kaldet "sløret". Efter gengivelse, disse lag og den gasformige tåge bringes sammen igen for at skabe visualiseringen.

De tredimensionelle strukturer fungerer som videnskabeligt rimelige tilnærmelser til at forestille sig stjernetågen. "Det vigtigste er at give beskueren en oplevelsesmæssig forståelse, så de har en måde at fortolke billederne fra teleskoper, "forklarede Summers." Det er en virkelig vidunderlig ting, når de kan bygge en mental model i deres hoved for at omdanne det todimensionale billede til en tredimensionel scene. "

Denne film demonstrerer kraften ved astronomi med flere bølgelængder. Det hjælper publikum med at forstå, hvordan videnskaben gøres - hvordan og hvorfor astronomer bruger flere områder af det elektromagnetiske spektrum til at udforske og lære om vores univers. Det vækker også astronomernes appetit på, hvad de vil se med NASAs James Webb -rumteleskop, som vil vise meget finere detaljer om de dybere, infrarøde funktioner.

Flere visualiseringer og forbindelser mellem videnskaben om nebulas og elever kan udforskes gennem andre produkter produceret af NASAs Universe of Learning, f.eks. ViewSpace. ViewSpace er en videoudstilling i øjeblikket på næsten 200 museer og planetarier i hele USA. Besøgende kan gå ud over video for at udforske billederne produceret af rumteleskoper med interaktive værktøjer, der nu er tilgængelige til museer og planetarier.