¿Qué representan los colores de las imágenes en falso color?

Question

Todo niño que se asoma por primera vez a un telescopio se asombra al ver que todo es blanco y negro. Los bonitos colores, como los de esta foto del Galaxia de la Bella Durmiente (M64) faltan:

La persona que maneja el telescopio les explicará que el color que ven en imágenes como ésas no es real. Se llaman "imágenes en falso color", y los colores suelen representar luz fuera de la porción visual del espectro electromagnético.

A menudo se ven imágenes en las que se utiliza el color rojo para la luz infrarroja y el morado para la ultravioleta. ¿Es esto también correcto para las imágenes astronómicas en falso color? ¿Qué colores se utilizan para otras partes del espectro? ¿Existe un estándar, o varía según el telescopio con el que se tomó la imagen o algún otro factor?

Answer 1

Parte de la razón por la que no se ven colores en los objetos astronómicos a través de un telescopio es que el ojo no es sensible a los colores cuando lo que se mira es débil. Los ojos tienen dos tipos de fotorreceptores: los bastones y los conos. Los conos detectan el color, pero los bastones son más sensibles. Por eso, cuando ves algo débil, utilizas sobre todo los bastones y no percibes mucho color. Prueba a mirar una fotografía en color en una habitación poco iluminada.

Como señala Geoff Gaherty, si los objetos fueran mucho más brillantes, sí que se verían en color.

Sin embargo, seguirían sin ser necesariamente los mismos colores que se ven en las imágenes, porque la mayoría de las imágenes son de color falso. El significado del falso color depende realmente de los datos en cuestión. Las longitudes de onda que representa una imagen dependen del filtro utilizado (si lo había) cuando se tomó la imagen y de la sensibilidad del detector (por ejemplo, un CCD) utilizado. Por tanto, distintas imágenes de un mismo objeto pueden parecer muy diferentes. Por ejemplo, compare esta imagen de la Nebulosa de la Laguna (M8) a éste .

Pocos astrónomos utilizan juegos de filtros diseñados para adaptarse al ojo humano. Es más común que los juegos de filtros se seleccionen basándose en consideraciones científicas. Los juegos de filtros de uso general no se ajustan al ojo humano: compare las curvas de transmisión de los filtros Filtros UBVRI Johnson-Cousins y el Filtros SDSS la sensibilidad de las células de conos humanos . Así, un conjunto de imágenes de un objeto procedentes de un determinado telescopio astronómico puede tener imágenes en varias longitudes de onda, pero probablemente no serán exactamente las que corresponden al rojo, verde y azul para el ojo humano. Aun así, la forma más fácil de visualizar estos datos para el ser humano es asignar estas imágenes a los canales rojo, verde y azul de una imagen, básicamente fingiendo que lo son.

Además de la simple asignación de imágenes a través de diferentes filtros a los canales RGB de una imagen, a veces se utilizan enfoques más complejos. Véase, por ejemplo, este documento (2004PASP..116..133L) .

Así que, en última instancia, el significado real de los colores que se ven en una imagen en falso color depende tanto de los datos que se hayan utilizado para crear la imagen como del método de mapeo preferido por quien haya creado la imagen.

Answer 2

Responder que los colores son falsos es un error. Los colores falsos sólo se utilizan en una pequeña minoría de fotografías astronómicas. En la mayoría de los casos, los colores son 100% reales. Desde luego, no han sido añadidos por ordenador, como afirman algunos. Las primeras fotografías en color de objetos astronómicos aparecieron a finales de los años 50 y mostraban rojos y azules brillantes. Esto fue décadas antes de que los ordenadores empezaran a utilizarse en astrofotografía.

La respuesta correcta es que los colores son reales, pero el ojo humano carece de la capacidad de ver cualquier colores a niveles tan bajos de intensidad luminosa. Los colores están ahí, pero el ojo humano los interpreta como tonos de verde grisáceo.

Sólo puedo contar tres ocasiones en 54 años de observación en las que he visto colores en objetos de cielo profundo, y todas fueron con aperturas muy grandes: 18 pulgadas (nebulosa Eta Carinae), 22 pulgadas (nebulosa Dumbbell) y 74 pulgadas (nebulosa Ojo de Gato).

Answer 3

En el caso de la física solar, los falsos colores se utilizaron para identificar rápidamente el filtro utilizado y, posiblemente, incluso el propio instrumento.

Así, por ejemplo, SOHO/EIT, hay cuatro filtros, cada uno de los cuales suele mostrarse con un color que se ordenan por espectro (por ejemplo, la imagen en falso color 'verde' tiene una sensibilidad espectral entre las imágenes 'amarilla' y 'azul'. El 'amarillo' está entre el 'naranja' y el 'verde')

STEREO/SECCHI/EUVI utilizaban los mismos colores para las líneas espectrales correspondientes a las que eran sensibles sus filtros, de modo que cuando veías una imagen "azul" del sol, sabías que estaba cerca de 171 Angstrom, "verde" estaba cerca de 195 Angstrom, etc.

Y entonces llegó SDO/AIA, que fue realizado por el equipo que trajo TRACE, por lo que conservaron las coloraciones de su instrumento anterior, que nunca generó imágenes de disco completo (a menos que se tratara de un mosaico). Así que ahora, las 171 imágenes son amarillas, no azules. Las imágenes azules son en realidad 335, que estarían más cerca de las imágenes rojas/naranjas 304, que a su vez tienen suficiente desacuerdo en las tablas de colores que incluso el sitio web de la misión SDO utiliza una tabla más cercana a las tablas EIT/EUVI que a la tabla de los equipos AIA PI. (así que, en cierto modo, la tabla de colores también refleja lo que le interesa más al científico... Las regiones de Flaring, o lo cotidiano).

actualización : También debo mencionar que el término preferido cuando se habla de asignaciones de color en imágenes de longitud de onda única es "color codificado", especialmente para gamas espectrales fuera del rango de visión humana. "Falso color" sigue siendo apropiado cuando se mezclan tres longitudes de onda como canales RGB.

Answer 4

Los astrónomos a veces muestran objetos, como la Luna y Mercurio, en sus colores reales, pero, como las variaciones de color son sutiles, realzan la saturación de los colores para mostrar las diferencias con mayor claridad.

Los científicos de la Tierra suelen utilizar una paleta especial de colores falsos para las observaciones; los filtros son infrarrojo, rojo y verde (no utilizan el azul porque es el que más se dispersa por la atmósfera). Pero el infrarrojo se convierte en verde en la imagen porque el infrarrojo se refleja mucho en las plantas. El rojo se deja como rojo y el verde se convierte en azul para obtener imágenes de aspecto "natural".

Los astrónomos deben utilizar colores falsos cuando visualizan objetos en pasos de banda completamente invisibles para el ojo, como el infrarrojo y el ultravioleta. Casi siempre utilizan la convención de que la longitud de onda más larga o de menor energía se representa en rojo, la banda media en verde y la longitud de onda más corta o de mayor energía en azul. Esto puede ser de gran ayuda para los científicos en la interpretación, así como para el público en general.

Answer 5

Las imágenes que se toman actualmente con el High End, (léase: $$$ ), las Astro-cámaras, producen efectivamente imágenes completas a todo color. Un ejemplo perfecto es http://www.kevindixon.westhost.com/Deep_Sky_CCD-Siciliano.htm . Esta es una de las muchas de este astrofotógrafo. Ninguno de los colores es falso en absoluto. Los astrofísicos utilizan el análisis espectral para asignar colores a elementos específicos, creando así una imagen de "falso color". Esto les permite "ver" la composición de un objeto que desean estudiar en detalle en cuanto a la distribución de los elementos que lo componen. específico objeto de interés. En el enlace anterior encontrará todos los detalles sobre la imagen. Cuánto tiempo duró, la cámara utilizada e incluso el telescopio de astrónomo aficionado con el que se tomó.