科學家如何將宇宙的灰階影像轉化為繽紛畫卷？

雖然智慧型手機能迅速拍攝彩色照片，人們或許會認為先進的太空望遠鏡也能自動產出彩色圖像。然而，從你的手機到詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope, JWST），所有數位相機實際上都無法直接「看見」顏色。數位相機記錄的是一串串的二進制數據，這些數據代表著感光元件上所接收到的光量。每個像素上都覆蓋有彩色濾鏡（紅色、綠色或藍色），只允許特定波長的光通過。

太空望遠鏡相機則需逐一使用不同的濾鏡拍攝，之後由專家將這些影像合成為一張彩色綜合圖。這一過程其實是個全職工作，需要科學視覺專家在巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所（Space Telescope Science Institute）進行大量的圖像堆疊和觀測數據的整合。

在處理科學數據轉化為絢麗彩圖時，專家們首先需要調整影像中的明暗對比。科學用相機旨在記錄超出人眼所能感知的光線亮度範圍，這意味著望遠鏡原始影像對人眼來說通常非常暗，需要調亮才能看清楚細節。

科學家們會將不同濾鏡拍攝的黑白影像賦予顏色。例如，不同的望遠鏡濾鏡對特定光波長有感應，科學家會將每個濾鏡指定為紅色、綠色或藍色等基本顏色，這些顏色疊加後形成了我們在媒體上常見的彩色宇宙影像。

短波藍，中波綠，長波紅

例如，對於JWST和哈勃望遠鏡的影像，短波長的數據通常被視覺化為藍色，中等波長為綠色，長波長則為紅色。如果使用的濾鏡超過三種，有時還會加入紫色、青色和橙色等來呈現不同的波長。

這些精心製作的彩色圖像不僅美觀，同時對科學研究也極為有用。人腦擅長於識別顏色中的模式，例如解讀彩色編碼的地圖或識別紅燈停、綠燈行。科學家希望利用相同的工具來快速解釋科學資訊。例如，如果將X射線視覺化為紅色，將紫外線視覺化為藍色，我們可以迅速地解讀超出人類感知範圍的高能光線。

總的來說，這些圖像的最終呈現效果也取決於影像專家所使用的數據種類。這些精美的宇宙圖像實際上是科學與藝術的完美融合，讓我們得以超越人類視覺的局限，窺探宇宙的奧秘。

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首圖來源：Joseph DePasquale (STScI) By4.0

圖片來源：JWST cc By4.0

參考出處：

1. Where do all those colors in space telescope images come from?POPULAR SCIENCE

延伸閱讀：

1.NASA捕捉宇宙史上最亮事件：揭秘伽馬射線暴之謎