Mengapa ada garis hitam di gambar Hubble Pluto?

Saat membaca laporan tentang rudal New Horizons , saya melihat garis hitam dan aneh dalam gambar Pluto.

Berikut adalah sebuah contoh: Sumber: Hubble Menemukan Pluto Orbiting Orbacing Pluto (07.11.12). Kredit: NASA; ESA; M. Showalter, SETI Institute

Mengapa garis hitam itu ada di sana?

Foto itu adalah gabungan dari dua gambar yang diambil dengan waktu bukaan berbeda .

Untuk menjadi benar kita harus mengatakan bahwa paparan dua foto berbeda, yaitu foto luar dibuat dengan menyerap lebih banyak cahaya. Dalam hal ini kita dapat mengasumsikan bahwa rasio fokus (berasal dari bukaan lensa Hubble) dan pencahayaan adegan (berapa banyak cahaya yang bergerak ke arah lensa) identik untuk kedua foto, yang hanya menyisakan waktu bukaan sebagai bebas. variabel ketika datang untuk menentukan eksposur .

Ini diperlukan karena kami memotret objek dengan kecerahan yang sangat berbeda. Untuk Pluto muncul waktu bukaan yang relatif singkat diperlukan, tetapi bulan-bulannya memantulkan jauh lebih sedikit cahaya dan akan membutuhkan waktu bukaan yang lebih lama untuk terlihat. Selama sensor terekspos, Pluto akan terus meningkat dalam kecerahan sampai-sampai hilang. Objek yang secara signifikan lebih terang menjadi terlalu terbuka sehingga kehilangan detail dan kesetiaan, yang dikenal sebagai highlight yang meledak dalam fotografi. Dalam kasus kami Pluto akan berubah menjadi titik putih solid dibandingkan dengan gambar yang lebih rinci yang sekarang mungkin. Anda dapat menggambar paralel dengan gambar warna palsu yang dihasilkan dari inframerah: komposit ini bukan apa yang akan dilihat mata manusia jika mampu menangkap tingkat cahaya dan detail ini.

Dalam gambar Hubble lain, NASA menjelaskan alasan mengapa pencitraan komposit digunakan:

Ini adalah gambar komposit karena satu paparan latar belakang bintang, komet Siding Spring, dan Mars akan bermasalah. Mars sebenarnya 10.000 kali lebih terang dari komet, sehingga tidak bisa diekspos dengan baik untuk menunjukkan detail di Planet Merah. Komet dan Mars juga bergerak saling menghormati satu sama lain dan tidak dapat dicitrakan secara bersamaan dalam satu paparan tanpa salah satu objek menjadi buram. Hubble harus diprogram untuk melacak komet dan Mars secara terpisah dalam dua pengamatan berbeda.

Sumber: Hubble Sees Comet Next to Mars

Waktu paparan yang sangat lama sering diperlukan karena cahaya yang relatif sedikit datang dari planet dan bintang yang jauh. Seperti yang dijelaskan situs web Hubble untuk gambar Deep Fields-nya :

Hubble telah melakukan serangkaian pengamatan mendalam yang dilakukan di bagian langit yang sangat gelap. Seperti menggunakan eksposur lama pada kamera digital, foto eksposur panjang ini (hingga beberapa minggu) mengungkapkan detail yang sangat samar yang biasanya tidak terlihat dalam eksposur yang lebih pendek.

Sumber: "Apa Hubble Deep Fields?", FAQ Spacetelescope.org .

Wikipedia merangkum sebuah makalah oleh Robert E. Williams dan tim HDF , "The Hubble Deep Field: Observations, Reduction Data, dan Galaxy Photometry" sebagai berikut:

Antara 18 Desember dan 28 Desember 1995 — selama waktu itu Hubble mengorbit Bumi sekitar 150 kali — 342 gambar area target dalam filter yang dipilih diambil. Total waktu paparan pada setiap panjang gelombang adalah 42,7 jam (300 nm), 33,5 jam (450 nm), 30,3 jam (606 nm) dan 34,3 jam (814 nm), dibagi menjadi 342 paparan individu untuk mencegah kerusakan signifikan pada gambar individu dengan kosmik sinar, yang menyebabkan garis-garis terang muncul ketika mereka menyerang detektor CCD. 10 orbit Hubble selanjutnya digunakan untuk membuat eksposur pendek bidang mengapit untuk membantu pengamatan tindak lanjut dengan instrumen lain.

Sumber: Hubble Deep Field , Wikipedia, diambil 2014-12-09

Pluto sendiri sangat terang sehingga Charon tidak akan terlihat dalam gambar jika itu diekspos dengan cara menunjukkan bulan yang tersisa. Demikian juga, bulan-bulan yang tersisa begitu samar sehingga tidak terlihat dalam gambar yang menyelesaikan Charon. Jadi, foto yang Anda lihat adalah gabungan dari dua teknik pemrosesan gambar: satu dirancang untuk memamerkan Charon dan satu dirancang untuk memamerkan bulan-bulan yang tersisa.

Saya cukup yakin bahwa garis ada di sana karena dua bagian gambar memiliki kontras yang berbeda. Pluto dan Charon sangat terang relatif terhadap Nix, Hydra, P4 dan P5 sehingga untuk memiliki satu kontras, Anda akan (a) tidak dapat melihat empat yang lebih kecil, atau (b) benar-benar membersihkan gambar dengan cahaya dari dua yang lebih cerah. Jadi kami cukup menempatkan dua gambar pada kecerahan yang berbeda (atau untungnya, saya kira).

Tanpa mengetahui gambar khusus ini, saya cukup yakin itu karena penggunaan Coronagraph . Salah satu dari sekumpulan metode berbeda untuk memblokir atau mengalihkan atau mengubah fase atau dengan cara lain menyingkirkan cahaya yang tidak diinginkan yang dipantulkan dari Pluto dan Charon yang akan membutakan detektor cahaya dari cahaya yang jauh lebih lemah yang dipantulkan oleh bulan-bulan kecilnya.

Tautan tentang coronagraph di Hubble ini jauh melampaui saya, tetapi mungkin bermanfaat bagi seseorang: