Bu alışılmadık Hubble Derin Gökyüzü görüntüsünde “kayıp ışık” nedir?


15

Günlük Galaxy makalesi “The Lost Hubble” –Yeni! Şimdiye Kadar Alınan Evrenin En Derin Görüntüsü :

Görüntüyü üretmek için Alejandro S. Borlaff önderliğindeki Instituto de Astrofísica de Canarias'tan (IAC) bir grup araştırmacı Hubble Uzay Teleskobu'ndan orijinal HUDF görüntüleri kullandı. Birkaç görüntüyü birleştirme sürecini geliştirdikten sonra, grup HUDF'deki en büyük gökadaların dış bölgelerinden büyük miktarda ışık geri kazanabildi. Bu dış bölgelerdeki yıldızlar tarafından yayılan bu ışığın geri kazanılması, ışığın tam bir galaksiden (tüm alana “bulaşmış”) geri kazanılmasına eşdeğerdi ve bazı galaksiler için bu eksik ışık, çaplarının neredeyse iki kat daha büyük olduğunu gösteriyor önceden ölçülmüştür.

Görüntü gerçekten garip görünüyor, neler oluyor? Bu eserle ilgili teknik bir makale var mı?

resim açıklamasını buraya girin

Yanıtlar:


8

Bakalım bu çalışmanın ana amacını ve başarısını açıklayabilir miyim.

İlk önce: üzerinde kafa karıştırdığınız resim, parlak bölgelerin renkle (kızılötesine yakın görüntüler kullanarak bir tür sahte gerçek renk) temsil edildiği bir "parlaklık RGB" görüntüsüdür ve ikinci en ince kısımlar siyahla temsil edilir ve beyaz ile en ince kısımları. Sonuncusu, Hobbes'un cevabında önerdiği gibi, qite "çöp" değildir, ancak görüntünün en gürültülü kısımlarını nispeten konuşurlar, bu yüzden orada çok az gerçek bilgi bulunur.

Bu makale (Borlaff ve diğerleri; Hobbes'un cevabındaki bağlantıya bakınız), yaklaşık on yıl önce Ultra Derin Alan'ın bir parçası olarak alınan yaklaşık kızılötesi HST görüntülerinin yeniden işlenmesiyle ilgilidir . Bu görüntülerin daha önce işlenmesi (örneğin, Koekemoer ve arkadaşları 2013 ["HUDF12"] ve Illingworth ve arkadaşları 2013 ["XDF"]) çoğunlukla en uzak, en yüksek olan en küçük gökadalar hakkında bilgi almaya odaklanmıştı. -kırmızı vites galaksileri. Bu nedenle, gökyüzünün çıkarılmasının kritik aşamasının bazı önyargıları vardı: özellikle, çıkarılacak gökyüzünün bir parçası olarak büyük, daha yakın galaksilerin zayıf dış bölgelerini işleme eğilimi gösterdi. Bu aslında küçük, uzak galaksilerin analizi için iyi, ama araçlarının eğer dodaha büyük, daha yakın gökadaların dış bölgelerini (dış diskler, zayıf yıldız haleleri, birleşme yapılarının kalıntıları, vb.) analiz etmek istiyorsanız, dış bölgelerinin aşırı çıkarılması sorununa sahipsiniz (dolayısıyla "eksik ışık") ve böylece ölçülemez.

( "Gökyüzü" çıkarılır üzerinde ince dış ortamda belirli atomu emisyon bir kombinasyonudur HST , güneş ışığı iç güneş sistemi toz taneleri saçılan ve çözülmemiş uzak gelen sözde "extragalactic arka plan" = birleştirilmiş ışık gökada.)

Özet, HST görüntülerini yeniden işlediklerinde uygulanan yeni çalışmanın dört iyileştirmesinden bahsediyor: "1) yeni mutlak gökyüzü düz alanlarının oluşturulması, 2) genişletilmiş kalıcı modeller, 3) özel gökyüzü arka planının çıkarılması ve 4) sağlam birlikte ekleme."

Üçüncü madde belki de en önemli olduğuna işaret edeceği: onlar olmayan bir yöntemi uygulamak değil daha büyük galaksilerin soluk dış bölgeleri çıkarıyoruz ve böylece ortaya çıkan resimler hala bu galaksilerin dış parça hakkında bilgi sahibi.

Aşağıdaki grafik (makalenin Şekil 20'sinden çıkarılmıştır) daha sonra ne tür bir iyileşme olduğunu göstermektedir. Yarıçapın bir fonksiyonu olarak en büyük gökadalardan birinin (parlak eliptik - bence renkli görüntünün alt ortasında büyük, yuvarlak, sarı gökada) yüzey parlaklığını (F105W kızılötesine yakın filtrede) gösterir (eliptik halkalarda ölçülür). Kırmızı üçgenler XDF ile işlenen görüntü kullanılarak ölçüldü, mavi kareler HUDF12 ile işlenen görüntü ve siyah noktalar bu kağıdın [ABYSS] parçası olarak üretilen yeni yeniden işlenen görüntüyü kullandı. XDF noktalarının yaklaşık 55 kpc'lik bir yarıçapta düştüğünü, HUDF12 noktalarının yaklaşık 90 kpc'de düştüğünü görebilirsiniz - ancak bu galaksiden gelen ışık ABYSS tarafından yeniden işlenmiş görüntüde 140 kpc'ye kadar izlenebilir.

resim açıklamasını buraya girin (Birkaç yazarla arkadaş olduğumu ve birlikte yazdıklarım olduğunu belirtmeliyim, bu yüzden biraz önyargılı olabilirim - ama bence bu gerçekten etkileyici bir iş!)


2
+n!Bunu yazmak için zaman ayırdığınız için teşekkür ederim, bu tam olarak okumak için ihtiyacım olan şey, bu yüzden n-faktöriyelim benim oyum. Bir veya iki kez daha okuduktan sonra makaleye daha rahat dönebilirim. Benim tahminim, bu efektleri karakterize etmek için son olarak Ultra Derin Alan'ın bu sürümünü oluşturmadan önce biraz görüntü verisi kullandıklarıdır. Muhtemelen biraz sabır ve disiplin gerektirdi.
uhoh

8

Baş araştırmacı adını Arxiv'e bağladığınızda, ilk arama sonucu Hubble Ultra Derin Alanın eksik ışığıdır .

resim açıklamasını buraya girin

3 ana adım:

  • Dört filtre için düz gök alanlarının oluşturulması. Bu işlem Bölüm'de tamamen açıklanmıştır. 2.4.

- HUDF'nin her pozlaması için bir dizi geliştirilmiş kalıcı model oluşturmak üzere mozaiklerimizi (kalibrasyon maruziyetleri dahil) etkileyebilecek tüm WFC3 / IR veri kümelerinin bir kataloğunun oluşturulması. Bu süreci Tarikatta detaylandırıyoruz. 2.5.

- HUDF üzerindeki F105W, F125W, F140W ve F160W filtrelerini kullanarak gözlem içeren tüm WFC3 / IR veri kümelerinin indirilmesi ve azaltılması.

Düz gökyüzü alanı:

Bir dedektörün piksellerinin (düz alan) göreceli hassasiyetini ölçmek için en uygun süreç, tek tip bir dış ışık kaynağını gözlemlemek olacaktır.

Temel olarak, bu sinyalin parazit tarafından boğulduğu yerlerde zayıf sinyaller ortaya çıkarmak için görüntüdeki tüm parazit kaynaklarını kaldırmaya çalışıyorlar.

Kalıcılık modelleri:

HgCdTe IR dizi dedektörlerini etkileyen bilinen bir etki (WFC3 / IR'de olduğu gibi) kalıcılıktır. Kalıcılık, bir önceki pozlamada parlak bir ışık kaynağına maruz kalan piksellerde bir görüntü tutma olarak görünür.

WFC3 / IR'nin mevcut kalıcılık düzeltmesi yöntemi, her pikselde kalıcılık tarafından oluşturulacak elektron sayısının düzeltilmesi için önceden alınmış olan (belirli bir zamana kadar) tümüyle (belirli bir zamana kadar) modellenmesine bağlıdır (Uzun vd. 2012).

Uzun pozlamalar sırasında, gökyüzü arka planı belirgin şekilde değişebilir ve calwf3 tarafından hesaplanan sayım oranlarına doğrusal olmayan bir bileşen ekler.

Gökyüzü arka plan emisyonunu, ara ima.fits dosyalarının her bir okumasından ayrı ayrı tahmin eder ve çıkarırız.

Dedektörün bazı bölgelerinde kusurların varlığından kaynaklanan sistematik yanlılıklardan kaçınmak için, düz alanların hassasiyetteki farkları tam olarak düzeltemediğini işaretlemek için manuel bir veri kalitesi maskesi oluşturduk.

Gökyüzü arka planını kaldırmak için daha fazla görüntü işleme:

Bu bölümde, gökyüzü arka planını bireysel pozlamalardan ve HUDF'nin son mozaiklerinden çıkarmak için kullanılan yöntemleri açıklayacağız.

Görüntü hizalama:

Sonuç olarak, farklı ziyaretlerden gelen görüntüleri karşılaştırırken, bunların tam olarak hizalanmadığını görmek normaldir. WFC3'ün tam çözümleme yeteneklerinden yararlanmak için, farklı ziyaretlerin görüntülerini tek bir referans dünya koordinat sistemi çözümüne (bundan sonra WCS) dikkatlice yeniden hizalamamız gerekir.

ve son adım olarak, görüntü kombinasyonu.

Sonuç:

HUDF WFC3 / IR mozaiklerin XDF versiyonuna, büyük açısal boyuttaki nesnelerin etrafındaki gökyüzü arka planının önemli ölçüde fazla çıkması şeklinde sistematik bir önyargı hakimdir. HUDF12 için benzer bir sonuç (daha az ölçüde) elde edilir. Mozaiklerin önceki sürümleri tarafından tespit edilmeyen, HUDF'nin en büyük nesneleri etrafında önemli miktarda fazla çıkarılmış dağınık ışığı başarıyla kurtarıyoruz.

Özet:

Gökadalarda ayrıntıları ortaya çıkarmak için görüntüleri işlediler. Galaksiler arasındaki alanda, görüntü işleme çöp sonuçları verir (beyaz alanlar), ancak daha önce gizlenmiş olan galaksilerin kenarında ayrıntı vermeyi başardılar.


1
Makaleyi özetlemeye çalıştım, ama bu benim uzmanlığımın çok dışında.
Hobbes

1
"Temelde görüntüdeki tüm gürültü kaynaklarını kaldırmaya çalışıyorlar" - bu aslında mümkün değil. Yapmaya çalıştıkları şey, dedektörün farklı parçalarının duyarlılığındaki farklılıklar ve optiklerin ışığı dağıtmalarındaki farklılıklar nedeniyle sistematik enstrümantal varyasyonları kaldırmaktır. Bunu yapmazsanız, gerçek astronomik kaynaklardan kaynaklanmayan parlaklıktaki bozulmalara sahip bir görüntünüz olacak.
Peter Erwin

2
"Galaksiler arasındaki alanda, görüntü işleme çöp sonuçları verir (beyaz alanlar)" - beyaz oldukça "çöp" değildir, sadece görüntünün en ince kısımlarıdır (parlak galaksilerden genişletilmiş ışık yoktur). Bu olacak Poisson gürültü hakim olmak, bu kadar yararlı bilgiler olmayacak.
Peter Erwin

0

Hobbes'un cevabının biraz kalın olduğuna dair birkaç yoruma yanıt olarak, nasıl olur:

Gürültü etkilerini azaltmak için, ekip düz alan ayarlaması yaptı ve daha sonra çoklu pozlamaları topladı, böylece gürültü efektleri iptal edilirken zayıf sinyallerin eklenmesine izin verdi.

Bu TL; DR, "gerçek karanlık" ve gürültü yamalarını tanımlamak için güvenilir sinyallere (yıldızlar veya galaksiler veya herhangi bir şey) karşı koymak için çok güzel yöntemler bırakıyor.


3
Cevabınız temel olarak başka bir cevabın sadece bir özeti / "TLDR'si" ise, muhtemelen bu cevaba bir yorum olarak bırakmalı veya bu cevaba bir düzenleme olarak önermelisiniz. Yanıtlar, yalnızca mevcut bir başka yanıtı özetlememeli veya tekrarlamamalı, sorunun yanıtı olarak kendi başlarına durmalıdır.
V2Blast
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.