Почему на изображениях Хаббла Плутона есть черная полоса?

Читая отчеты о миссоне « Новые горизонты» , я заметил странную вертикальную черную полосу на изображениях Плутона.

Вот пример: Источник: Хаббл Обнаруживает Плутон на орбите Пятой Луны (07.11.12). Предоставлено: НАСА; ESA; М. Шоуолтер, Институт СЕТИ

Почему эта черная полоса там?

Эта фотография представляет собой композицию из двух изображений, сделанных с разным временем экспозиции .

Чтобы быть правильным, мы должны сказать, что экспозиция двух фотографий различна, то есть внешняя фотография была создана путем поглощения большего количества света. В этом случае мы можем предположить, что фокусное отношение (полученное из апертуры объектива Хаббла) и яркость сцены (сколько света проходит в направлении объектива) одинаковы для обеих фотографий, что оставляет только время экспозиции свободным переменная, когда дело доходит до определения воздействия .

Это необходимо, потому что мы фотографируем объекты с очень разной яркостью. Для того, чтобы показать Плутон, требуется относительно короткое время экспозиции, но его луны отражают гораздо меньше света и требуют более длительного времени экспонирования для видимого изображения. Пока датчик открыт, Плутон будет продолжать увеличивать яркость до такой степени, что он станет размытым. Объекты, которые значительно ярче, становятся переэкспонированными, что приводит к потере деталей и точности, известных как размытые блики в фотографии. В нашем случае Плутон превратился бы в сплошную белую точку по сравнению с более подробной картиной, которая сейчас возможна. Вы можете провести параллель с изображениями в ложном цвете, полученными из инфракрасного спектра: этот композит - не то, что человеческий глаз увидел бы, если бы он был способен улавливать этот уровень света и деталей.

В другом изображении Хаббла НАСА объяснило причину использования составного изображения:

Это составное изображение, потому что одной экспозицией звездного фона, кометы Siding Spring и Mars будет проблематично. Марс на самом деле в 10 000 раз ярче кометы, поэтому он не может быть должным образом показан, чтобы показать детали на Красной планете. Комета и Марс также двигались относительно друг друга и не могли быть изображены одновременно в одной экспозиции без размытия движения одного из объектов. Хаббл должен был быть запрограммирован, чтобы отслеживать комету и Марс отдельно в двух разных наблюдениях.

Источник: Хаббл видит комету рядом с Марсом

Часто необходимы очень длительные выдержки, поскольку относительно далекие планеты и звезды проникают относительно мало света. Как сайт Hubble объясняет для своих изображений Deep Fields :

Хаббл провел серию очень глубоких наблюдений в очень темных частях неба. Как и при использовании длительной экспозиции на цифровой камере, эти снимки с большой выдержкой (до нескольких недель) показывают очень слабые детали, которые обычно не видны при более коротких выдержках.

Источник: «Что такое глубокие поля Хаббла?», FAQ по Spacetelescope.org .

Википедия резюмирует статью Роберта Э. Уильямса и команды HDF «Глубокое поле Хаббла: наблюдения, сокращение данных и галактическая фотометрия» следующим образом:

В период с 18 декабря по 28 декабря 1995 года, когда Хаббл совершал кругосветное движение вокруг Земли примерно 150 раз, было получено 342 изображения целевой области в выбранных фильтрах. Общее время экспозиции на каждой длине волны составляло 42,7 часа (300 нм), 33,5 часа (450 нм), 30,3 часа (606 нм) и 34,3 часа (814 нм), разделенных на 342 отдельных экспозиции для предотвращения значительного повреждения отдельных изображений космическим излучением. лучи, которые вызывают яркие полосы, когда они попадают на детекторы CCD. Еще 10 орбит Хаббла использовались для коротких экспозиций фланкирующих полей, чтобы помочь последующим наблюдениям другими инструментами.

Источник: Hubble Deep Field , Википедия, получено 2014-12-09

Сам Плутон настолько яркий, что Харона не было бы видно на изображении, если бы оно было выставлено таким образом, чтобы показать оставшиеся спутники. Точно так же оставшиеся луны настолько слабые, что не видны на изображении, которое разрешает Харон. Таким образом, фотография, которую вы видите, представляет собой смесь двух методов обработки изображений: одна предназначена для демонстрации Харона, а другая - для демонстрации оставшихся лун.

Я почти уверен, что полоса есть, потому что две части изображения имеют разные контрасты. Плутон и Харон настолько ярки по сравнению с Nix, Hydra, P4 и P5, что при наличии одного контраста вы либо (а) не сможете увидеть меньшие четыре, либо (б) полностью размыть изображение при свете от два светлых Поэтому мы просто накладываем два изображения с разной яркостью (или, думаю, с усилением).

Без знания этого конкретного изображения, я почти уверен, что это из-за использования коронографа . Один из множества различных методов для блокирования или отклонения, или сдвига фаз, или каким-либо другим способом избавиться от нежелательного света, отраженного от Плутона и Харона, который бы осветил детектор света от гораздо более слабого света, отраженного его крошечными лунами.

Эта ссылка о коронографе на Хаббле далеко от меня, но, возможно, она кому-нибудь пригодится: