Защо на снимките Млечният път е като дъга? (видео)

Вероятно сте виждали много снимки на нашата галактика, в които тя изглежда като като дъга, например фотографията горе или тази по-долу. Интересно защо се получава така, след като на живо Млечният път се вижда като сравнително права ивица?

На този въпрос отговаря в своя блог астрофизикът Итън Сийгъл (Ethan Siegel).

Дали това се дължи на перспективата или защото не се намираме в галактическата равнина?

^{Източник: Daniel López (El Cielo de Canarias)}

В днешно време, когато повечето хора живеят сред светлинното замърсяване на големите градове, не всеки е виждал в действителност как изглежда Млечният път. Но когато има това щастие, той се вижда именно така:

^{Източник:  IronRodArt – Royce Bair (“Star Shooter”) of flickr}

Работата е там, че галактиката наистина е права. Наистина спиралният ръкав в структурата на нашата галактика е доста изкривен. Ако се намирахме далече от галактическата равнина, може би от нашата гледна точка щяхме да видим нещо подобно на кривината на някой от спиралните ръкави.

^{Източник: lebowski (Paolo) of the Ice In Space forum}

Но всъщност сме почти точно в средата на нашата галактическа равнина и нашата галактика е доста плосък, симетричен диск от наша гледна точка. Когато бе стартиран спътникът СОВЕ и се издигна над земната атмосфера, тогава астономите успяха да видят цялата 360-градусова галактическа панорама в инфрачервения спектър и това, което видяха окончателно показа какво се крие отвъд блокиращия светлината прах на Млечния път.

^{Източник: NASA / COBE science team, DIRBE instrument.}

Нашата галактика наистина има спирални ръкави, но ние сме в галактическата равнина и тя е плоска. Но защо тогава се появява извита в някои изображения, когато тя е достатъчно права, макар и огромна пътека в небето, когато я гледаме със собствените си очи?

Проблемът се появява, когато се опитваме да запечатаме по-голяма част от небето, отколкото можем да уловим с обикновен фотоапарат и недеформиращи лещи на обектива. Обърнете внимание на това красиво тайм-лапс видео от звездно парти в Тексас от 2009 г., заснето с обектив рибешко око, и забележете как някои части на това, което виждате, стават повече или по-малко изкривени с течение на времето.

Все пак видеото не обяснява защо тези снимки на галактиката са изкривени. В края на краищата хоризонтите не са изкривени, а тези снимки не са заснети с деформиращи лещи.

Може би ще се справим по-лесно с въпроса, започвайки с много по-проста задача: като се проследи пътя на Слънцето за един ден. Без значение къде сме на Земята, то ще пътува в кръг, като само част от него е (обикновено) видима за наблюдател от дадено място.

^{Източник: Danilo Pivato}

И все пак, ако помислим, от лявата страна на снимката изгрява Слънцето от изток. В горната част на изображението Слънцето преминава високо над главата ни (композицията е създадена в Италия) в южната част на небето, а след това отдясно залязва на запад. И да си зададем следният въпрос:

Как е възможно да се заснемат две точки в небето, разположени на 180 градуса една от друга, в една и съща фотография?

Това е невъзможно, освен ако не се деформира пътя. В този случай трябва да се изкриви композитното, направено от няколко кадъра изображение, за да се покаже целият път при прав хоризонт. Това е сложна задача, а причината е подобна на тази, поради която е невъзможно да се направи плоска карта на сфера, която едновременно има всички полезни качества.

И така, защо Млечният път се изкривява на панорамни снимки?

^{Източник: Mike Salway}

Красива снимка като тази, създадена от Майк Солуей (Mike Salway), не е резултат от дълга експозиция, а от сглобяване и съответно деформиране на поредица от снимки с дълга експозиция на нощното небе. Авторът описва детайлно процеса и ето някои от концепциите, които участват:

Първо, тук са 13 сурови изображения, използвани за сглобяване на композицията. Забележете, че във всяка една частта от Млечния път, която се появяваq е напълно права, такава, кавато бихте я видели със собствените си очи.

^{Източник: Mike Salway’s DIY tutorial}

Ако съедините тези образи заедно, нещо, което задължително води до изкривяване, макар и не чак толкова много, ще се получи нещо подобно на тази не толкова красива картинка:

^{Източник: Mike Salway’s DIY tutorial}

Всички знаем, че хоризонтът трябва да е прав и затова изкривяването винаги ще бъде най-голямото по краищата. Все пак ние проектираме части от "сфера" (това, което можем да видим) върху плоска повърхност.

Така че с помощта на редактор като Photoshop или Lightroom трябва да се приложи силно изкривяване на изображението, за да се изглади хоризонтът. Това се получава, но също така силно изкривява небето.

^{Източник: Mike Salway’s DIY tutorial}

В края на краищата се стига до много естетично изображение, в което могат да се видят две точки на 180 градуса една от друга (или повече) едновременно, но това става за сметка на компромис. Небето е силно изкривено, въпреки че е красиво и показва далеч повече, отколкото бихте могли да видите по друг начин

И това дори не е най-лошото - вижте пълна 360-градусова панорама.

^{Източник: ESO/S. Brunier (натиснете за по-голямо изображение)}

Ако искате да заснемете във фотографията и зенита - нямате друг избор, освен да изкривите изображението, по същия начин, както полюсите се деформират в проекцията на Меркатор.

Просто не трябва да забравяме, че това, което виждаме, е изкривено по особен начин. Не галактиката е извита, а по-скоро изображението, тъй като не можем да видим всичко наведнъж върху плоска повърхност.

^{Източник: ESO/H.H. Heyer (натиснете за по-голямо изображение)}

И затова най-красивите снимки на нощното небе изглеждат по този начин.

Още по темата

13/09/2015

Космос

Как да намерим Андромеда