最終更新日: 2023 年 11 月 29 日

JWSTの赤外線画像を見るにはどうすればよいですか?

赤外線画像の見方 — タランチュラ星雲NASA のジェームズウェッブ宇宙望遠鏡 (パブリックドメイン)。
JWST は、同じ天体の複数の連続画像を取得し、それに赤外線フィルターを適用します。次に、これらの画像は開発者によってデータイメージングに再加工されます。

なぜ赤外線で見るのでしょうか？

人間の目は、赤から紫までの光のスペクトルの非常に細かい部分しか認識しません。しかし、これら 2 つの色のどちら側にも光があります。ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) は、赤外光、つまり可視スペクトルの赤色側を観測するように設計されています。

天文学者は赤外線観測を使用して、電磁スペクトルの他の部分では見えない物体を検出できます。
形成中の星は塵やガスの雲に囲まれることがよくあります。赤外線を使用すると、これらの雲を突き抜けて、背後に隠れている星を見ることができます。
JWST は、赤外線カメラ (NIRCam、NIRSpec、MIRI、FGS/NIRISS) のおかげで、太陽系外惑星からの非常に微弱な熱放射も検出できます。
さらに、宇宙の膨張により、遠くの物体から発せられる光は赤方偏移します。宇宙が膨張するにつれて、光の波長も伸びます。 JWSTでは、130億年以上前に形成された銀河を観測することができます。

赤外線から可視データへの情報の変換?

機器によって捕捉された赤外線データは、コンピューターアルゴリズムを使用して処理され、偽色に変換されます。色は必ずしも観察対象の実際の色に対応しているわけではなく、赤外線スペクトルの特定の特徴に対応しています。

赤外線画像の美しさを向上させるには、データイメージング開発者は赤外線画像を再加工する必要があります。言い換えれば、これらのアーティストは赤外線を私たちの目に見える色に置き換えているのです。

JWST は、同じ天体の赤外領域で複数の連続画像を撮影します。この画像は、遠赤外 (30 μm ～ 1 mm)、中赤外 (1.5 ～ 30 μm)、近赤外 (0.75 ～ 1.5 μm) の 3 つのサブ領域に分割されます。

次に、赤外線の波長が虹の色に変換されます。
これを行うために、データイメージング開発者は、「色彩順序」と呼ばれるデータの色付けの哲学を尊重します。色の順序は、情報伝達を改善するために使用される強力なアプローチです。これは、異なるビジュアライゼーションで同じ情報を表すには同じ色を使用する必要があることを意味します。カラフルなビジュアライゼーションは、見て理解しやすいものでなければなりません。

これを行うために、画像処理開発者は赤外線の波長をスペクトルの可視部分に向けてシフトし、私たちの目が区別できるようにします。ピアノで演奏した曲を別のキーに移調するのと同じです。ピアニストは、音符間の関係を維持しながら、曲内のすべての音符のピッチを一定の間隔で変更します。どちらの場合もメロディーは同じです。

次に、画像処理の専門家がフィルターを適用します。最も遠い波長には赤のフィルター、中間の波長には緑のフィルター、最も近い波長には青のフィルター、そしてオレンジ色の狭帯域フィルターです。

4 つのフィルターを重ね合わせた後、最初のカラー化された画像が得られます。これは、より興味深いものではありますが、美的に満足のいくものではありません。ここで人間の創造性が発揮されます。データイメージングの開発者は、主観性と芸術的センスを活用する必要があります。

これらのさまざまな操作中に、常に最初の科学データを尊重しながら、詳細と品質が徐々に向上します。画像では何も追加せず、何も削除していません。目的は、何よりも美しい画像を作成することです。

このタランチュラ星雲の画像は本当に素晴らしいです！

タランチュラ星雲

タランチュラ星雲NASA のジェームズウェッブ宇宙望遠鏡 (パブリックドメイン)。
JWST の赤外線の目は、これまでにない数千の星形成を明らかにします。タランチュラ星雲では、星の苗床 (ドラダス 30 個) と、この星雲の名前の由来となった長い埃っぽいフィラメントが見られます。タランチュラ星雲は、地球から 16 万光年離れた大マゼラン雲銀河にあります。

要約すると、宇宙論における赤外線の使用は、他の観測方法では簡単にアクセスできない宇宙物体に関する重要な情報を提供します。これにより、星、系外惑星、銀河の形成、そして宇宙全体の進化を理解するための新たな視点が開かれます。