Diese animierten Bilder, die über künstliche Volumenmodelle erstellt wurden, vermitteln die Vorstellung, wie diese Raumobjekte wirklich sein müssen.
Die Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelte Astrofotografie hat viele wissenschaftliche Subdisziplinen hervorgebracht, die für die Arbeit von Astronomen nützlich sind, die danach streben, zu vermitteln, wie unser Kosmos ist. Aber für die meisten von uns liegt der Nervenkitzel der Astrofotografie einfach in ihrer Schönheit und Kraft zu offenbaren, was unsere Augen nicht sehen können. Jetzt hat der finnische Astrofotograf J-P Metsavainio eine experimentelle Technik entwickelt, die die gewöhnliche Astrofotografie einen Schritt weiter bringt, wie die 3D-Animationen der Nebel in diesem Beitrag zeigen. Er sagte zu EarthSky:
Aufgrund großer Entfernungen kann in den meisten astronomischen Objekten keine echte Parallaxe abgebildet werden.
Ich habe eine experimentelle Technik entwickelt, um meine Astropics in künstliche Volumenmodelle umzuwandeln.
Die Modelle basieren auf bekannten wissenschaftlichen Fakten und einem künstlerischen Eindruck. Sie geben eine Annäherung an die reale Struktur des Nebels, eine fundierte Vermutung ... ein Gefühl für das Objekt und eine Idee, wie es wirklich sein muss.
Melotte 15, der zentrale Sternhaufen im Herznebel, liegt schätzungsweise 7.500 Lichtjahre entfernt. Lesen Sie hier mehr über dieses Bild. Bildcopyright J-P Metsavainio. Verwendung mit Genehmigung.
Ich sammle Entfernungen und andere Informationen, bevor ich meine 3D-Konvertierung durchführe. Normalerweise gibt es bekannte Sterne, die die Ionisation verfolgen, so dass ich sie in der richtigen relativen Entfernung platzieren kann. Wenn ich einen Abstand zum Nebel kenne, kann ich die Abstände der Sterne so einstellen, dass sich die richtige Anzahl von Sternen vor und hinter dem Objekt befindet.
Ich wende eine Faustregel für Sterne an: heller ist näher, aber wenn eine tatsächliche Entfernung bekannt ist, verwende ich diese. Viele 3-D-Formen können durch genaues Betrachten der Strukturen im Nebel herausgefunden werden. Beispielsweise müssen sich dunkle Nebel vor den Emissionsnebeln befinden, um sichtbar zu werden usw.
Emissionsnebel IC 410, im Sternbild im Sternbild Auriga. Dieser Nebel ist ungefähr 12.000 Lichtjahre entfernt und hat einen Durchmesser von über 100 Lichtjahren. Es ist eine Wolke aus leuchtendem Wasserstoffgas, deren Form von Sternwind und Strahlung eines eingebetteten offenen Sternhaufens namens NGC 1893 geformt wird. Lesen Sie hier mehr über dieses Bild. Bildcopyright J-P Metsavainio. Verwendung mit Genehmigung.
Die allgemeine Struktur vieler sternbildender Regionen ist sehr ähnlich, es gibt eine Gruppe junger Sterne, die sich als offener Haufen innerhalb des Nebels befinden. Der Sternwind von den Sternen bläst dann das Gas um den Cluster herum weg und bildet eine Art Kavitation - oder ein Loch - um ihn herum. Die säulenartigen Formationen im Nebel müssen aus dem gleichen Grund auf eine Sternwindquelle hindeuten.
Wie genau das endgültige Modell ist, hängt davon ab, wie viel ich richtig gewusst und erraten habe. Die Motivation für diese 3-D-Studien ist nur zu zeigen, dass die Objekte in den Bildern keine Gemälde auf der Leinwand sind, sondern wirklich dreidimensionale Objekte, die im dreidimensionalen Raum schweben.
Der Pelikan-Nebel, eine H II-Region, die mit dem bekannteren Nordamerika-Nebel in Richtung des Sternbildes Cygnus verbunden ist. Es ist 1.800 Lichtjahre entfernt. Lesen Sie hier mehr über dieses Bild. Bildcopyright J-P Metsavainio. Verwendung mit Genehmigung.
Ich habe die Animationen von astronomischen Bildern gemacht, die von mir aufgenommen wurden. Das Interessante an dieser Technik ist, dass nur Elemente aus dem ursprünglichen 2D-Bild verwendet werden.
Es werden nur die Volumeninformationen hinzugefügt. Das Hauptprinzip besteht darin, zuerst die Komponenten für hohes und niedriges Signal zu Rauschen vom Bild zu trennen. Objekte mit hohem Signal sind hauptsächlich Sterne. Nach dem ersten Schritt habe ich Bilder vom Nebel und den Sternen getrennt.
Der Lagunennebel, der zwischen 4.000 und 6.000 Lichtjahre von der Erde entfernt sein soll, befindet sich in Richtung des Sternbilds Schütze. Es wird sowohl als Emissionsnebel als auch als HII-Region klassifiziert. Lesen Sie hier mehr über dieses Bild. Bildcopyright J-P Metsavainio. Verwendung mit Genehmigung.
Beispielanimationen zu getrennten Komponenten finden Sie hier, hier, hier und hier.
Die Methode ist sehr genau, wie Sie sehen können.
NGC 6752, ein kugelförmiger Sternhaufen in Richtung des südlichen Sternbilds Pavo, der ungefähr 13.000 Lichtjahre entfernt ist. Lesen Sie hier mehr über dieses Bild. Bildcopyright J-P Metsavainio. Verwendung mit Genehmigung.
Wie werden 3D-Bilder gemacht? Nach dem ersten Schritt wird die Nebelschicht des Bildes durch ihre Struktur in ein Element aufgeteilt. Dann wird durch die Helligkeit des Nebels ein 3D-Mesh erzeugt. Dies kann getan werden, da das Gas im Nebel ein eigenes Licht emittiert und die Dicke des Nebels durch die Lichtmenge abgeschätzt werden kann.
Dann habe ich das Sternbild durch die Sternhelligkeit und den Farbindex in separate Ebenen aufgeteilt. Wenn es Sterne mit einer bekannten Entfernung gibt, wie solche, die die Emission des Nebels leiten, trenne ich sie in verschiedene Schichten, alle Schritte werden „halbautomatisch“ ausgeführt.
Im letzten Schritt werden alle Bildinformationen, Nebel und Sterne, in komplexe 3D-Suffaces projiziert und einige Anpassungen können dreidimensional vorgenommen werden.
Der Rest der Arbeit ist traditionelle Animationsarbeit.
Fazit: J-P Metsavainio in Finnland hat eine Technik zur Umwandlung von Astrofotografien in künstliche Volumenmodelle entwickelt, die zu animierten GIFs führt. Sie vermitteln die Vorstellung, wie diese Objekte im Raum wirklich sein müssen.
Besuchen Sie das Portfolio von J-P Metsavainio, seinen Blog (hauptsächlich ein Imaging-Tagebuch) oder seinen YouTube-Kanal.
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