Det ensomme arbeidet med å velge universets beste astronomibilder

Skrevet av Joshua Sokol

Etter at bildet blinket opp på projektoren, tikket noen stille slag forbi, kun avbrutt av et mykt «wow». Alle behandlet.

Så boblet flere “wows” ut, og folk snakket over hverandre og lo. Plutselig var to astronomer, Amaya Moro-Martin og Karl Gordon, ute av stolene og stakk nesen nærmere romfantasien på skjermen, agog – «Det er en jet! Dette er fullt av jetfly!” — ved den skarpe, hallusinatoriske storheten til nye stjerner som spirer fra en tåke som frø fra et blomsterbed.

Skjermen zoomet inn mot et mange lysår langt utstikkende nes som skiller seg ut i skarpt relieff.

Historier kun for abonnenterSe alle

Premium

Hvordan Twitter ble det nye mediet for diplomati

Premium

UPSC Key-19. juli 2022: Hvorfor bør du lese «Right to MSP» eller «Dependency…

Premium

Askepotts far: Ulønnet permisjon, langt fravær fra kontoret, overfor…

Premium

Covid-19-oppdatering: Hvorfor må man være forsiktig med dosedekning er lavt i Delhi. Abonner nå for å få 66 % RABATT

“Herregud,” sa noen – bare at noen var meg, tilfeldigvis.

“Velkommen til teamet,” svarte en annen.< /p>

12. juli ble dette synet av Carina-tåken offentliggjort sammen med andre nye observasjoner fra James Webb-romteleskopet. Men den debuterte tidligere i juni, da et lite team med kaffekopper samlet seg rundt et konferansebord ved Space Telescope Science Institute i Baltimore for et av mange morgenmøter for å motta, behandle og pakke om for offentlig konsum det menneskehetens siste og beste sett. av øyne kunne se, men først etter at teammedlemmene hadde signert taushetserklæring for å sikre at det ikke var noen tidlige lekkasjer.

Ingen så ut til å vite hvordan de skulle beskrive dette bildet. Noe av det var ukjent selv for astronomene. “Denne lille bue-tingen – jeg forstår ikke,” sa Gordon og pekte.

Kanskje de kunne kalle det stykket en banan eller en sukkerstang. Og hva med resten av det? Et overjordisk landskap, som gir at det ikke fantes land, og at alle faktiske verdener der ute var mindre enn individuelle piksler. Monument Valley under en stjernehimmel. Tåke som stiger opp fra en fjelldal, i vindkast større enn vårt solsystem, strømmer langs trikkelinjer med magnetfelt. En kystlinje etset inn i det asurblå Karibia. Eller sanddyner. Eller et bølgende slør, med dypere, galaksebesatt rom som skinner gjennom.

Astronom Amaya Moro-Martin, ved Space Telescope Science Institute i Baltimore, 12. juli 2022. (Michael A. McCoy/The New York Times)

I seks uker har denne gruppen – en blanding av astronomer, presseansvarlige og vitenskapsformidlere – løp for å sette sammen en tidlig høydepunktsrull for romobservatoriet på 10 milliarder dollar, som ble lansert 1. juledag i fjor. Det skulle være en pakke med første glimt som var ment å erte det ultimate løftet om et romoppdrag som er dyrere enn hele Marvel Cinematic Universe (så langt).

I siste liten den 11. juli, dagen før den opprinnelig planlagte utgivelsen, hevet president Joe Biden innsatsen enda mer ved å introdusere ett bilde i Det hvite hus. “Disse bildene kommer til å minne verden om at Amerika kan gjøre store ting,” sa han.

Selv å nå dette punktet hadde tatt tiår med planlegging, truet med kanselleringer, forsinkelser på forsinkelser, en pandemi og en runde med opprivende omvendt origami som var nødvendig for å utfolde teleskopet i det store rommet uten å knekke det. I Baltimore var denne gruppens oppgave en blanding av vitenskap på farten, offentlig kommunikasjon og merkevareledelse: Forvirre alle, vis politikerne hva alle disse bevilgningene hadde betalt for, og forsikre resten av den vitenskapelige verden om at ja, noen av universets mest unnvikende hemmeligheter kan omsider være innen rekkevidde.

Forklart: |5 ting lært fra Webb-teleskopets første bilder

Det nye teleskopets fortsatt fungerende forgjenger, Hubble – nå 32 år gammel, solid i tusenårsgenerasjonen – hadde understreket innsatsen. Hubbles førstebilde gjorde det åpenbart at speilet var feil, og gjorde Kongressen sint og gjorde prosjektet til en punchline. Men etter vellykkede reparasjoner fortsatte forskere som jobbet på Hubble med å lage kjeve-slippende, proto-virale bilder av galakser og tåker som «Skapelsens søyler», og inspirerte utallige karrierer innen vitenskapen. (Min inkluderte: Før jeg ble vitenskapsjournalist, tilbrakte jeg to år som dataanalytiker for Hubble, som også er tom for Space Telescope Science Institute.)

Men James Webb er et annet beist helt, så særegent og avansert i sine evner at selv veteranastronomer hadde liten anelse om hva de kunne forvente av bildene det ville gi. Mye av det er fordi Webb opererer i infrarøde bølgelengder. Ved disse frekvensene, utilgjengelige for menneskelige øyne, oppløses skyer som ser solide ut for Hubble til cirrusbiter, fjerne galakser blir lysere, nye detaljer stiger opp fra det svarte, og selve rommet gløder av lyset fra organiske molekyler som hostes ut i siste gisp av døende stjerner.

Å bare vise frem disse tingene ville kreve en distinkt fargepalett og stil. NASA ønsket å begynne å skyve ut de første bildene innen seks uker etter at teleskopet kom online. Og mens det å stirre inn i avgrunnen av det kosmiske sublime i flere uker på ende ville ha sine fordeler, kan stillheten rundt prosjektet også vise seg å være ensom.

En kvinne reagerer når et bilde fra James Webb-romteleskopet vises på en monitor under en presentasjon ved Space Telescope Science Institute i Baltimore, 12. juli 2022. (Michael A. McCoy/The New York Times)

I begynnelsen av juni, for eksempel, Klaus Pontoppidan, astronomen som leder denne tidlige utgivelsen team, var det første mennesket som lastet ned det nye teleskopets fulle “dypfelt”-visning.

Dette lange, sonderende blikket på fjerne galakser går dypere mot tidens start og kanten av rommet enn noe menneskehetens instrument noen gang har klart. “Jeg satt der og stirret på den i to timer, og ønsket så desperat, desperat å dele den med noen,” sa han. «Men jeg kunne ikke.»

Romutforskning handler aldri bare om verdensrommet. Historier betyr også noe. Og de blir ofte fortalt av bilder – enten det er et trykk over folden, en glatt produsert livestream eller en Netflix-spesial. Denne tradisjonen strekker seg minst så langt tilbake som på 1960-tallet, da ingen ringere enn James Webb, en tidlig NASA-administrator hvis navn ville pryda det nye teleskopet, omfavnet kunst og visuell kommunikasjon som en nøkkeldel for å rettferdiggjøre Apollo-programmet.

“Han kom faktisk fra utenriksdepartementet, hvor han var veldig kjent med “hjerter og sinn”-kampanjer, sier Lois Rosson, en vitenskapshistoriker ved University of South California. Mens Webb var dens andrerangerte tjenestemann, satte utenriksdepartementet i gang en utrenskning av homofile ansatte, noe som førte til ettertrykkelige oppfordringer til NASA om å gi nytt navn til teleskopet som ikke ble tatt hensyn til.

I løpet av Apollo-tiden, sa hun, oversvømmet NASA det offentlige rom med utsikt over både astronautene selv og fotografier tatt av astronautene. Ett mål var tapping wonder. På julaften 1968 fotograferte mannskapet på Apollo 8 “Earthrise”, en prøvestein for den tidlige miljøbevegelsen som avslører vår verden som bare en skjør blå halvmåne over månens overflate. Bare dager senere publiserte magasinene Time og Life bildet sammen med poesi, og da U.S. Postal Service trykket det på nytt på et frimerke, beholdt det et matchende sitat: de første ordene i Genesis, som astronautene hadde lest tilbake for lyttere på jorden mens de sirklet rundt månen.

I tiårene etter at Apollo-finansieringen forsvant, dukket det opp en ny visuell kultur fra NASA-oppdrag knyttet til Jet Propulsion Lab i California og en gruppe forskere i Hollywood som Carl Sagan.

De fremmet en ny begrunnelse for å vandre inn i vidden av hensyn til intellektuell nysgjerrighet, ikke bare for å slå russerne. Nyhetsmediene og politikere ble invitert til gallaer for å se etterlengtede første glimt av andre planeter, strålte tilbake som postkort fra sightseeingturer gjennom solsystemet. I denne epoken, ved begynnelsen av digitale bilder, eksperimenterte ingeniører på oppdrag som Voyager ofte med å kombinere multi-bølgelengdedata til bilder med ultra-levende fargetoner, sa Elizabeth Kessler, en historiker av visuell kultur ved Stanford. “De ser bare ut som bankende, skiftende, forvandlende, psykedeliske farger,” sa hun.

Det neste spranget kom med Hubble på midten av 1990-tallet, etter en konstellasjon av innovasjoner: den enestående ørneøyde visjonen til selve det reparerte teleskopet, mye raskere verktøy for digital prosessering og et begynnende internett for å sende minneverdige bilder som brenner seg inn i netthinnene rundt om i verden . Ingeniører og bildeprosessorer tok også i bruk nye konvensjoner som har gått igjen i fiktive og virkelige skildringer av kosmos siden den gang.

Forklart: |NASAs Webb-teleskop og det første blikket på universet fra 13 milliarder år siden

Et gjelder sammensetning. Rommet er retningsløst, men mange av de mest kjente Hubble-fotografiene plasserer solide overflater nederst i rammen, vagt geologiske strukturer som reiser seg, og deretter tomme horisonter over.

Denne visuelle stilen, sa Kessler, påkaller landskap som på en gang er gjennomgåbare i teorien og svimlende enorme, etter et utpreget amerikansk grafisk språk gravd dypt inn i vår kollektive psyke. Tenk på malerier fra 1800-tallet fra undersøkelser av den vestlige grensen, fotograferingen av Ansel Adams, bakgrunnsbilder i utallige westernfilmer – eller El Capitan, fra Yosemite nasjonalpark, som truer i skrivebordsbakgrunnen til en Mac-datamaskin.

Parallelt tok bildeprosessorer som arbeider med Hubble-data en fargepalett som snart kom til å dominere den bredere verden av dyp kosmisk fotografering. Dette systemet, som fortsatt er utbredt i dag, følger en regel kalt kromatisk ordning som gjenspeiler måten våre visuelle systemer oppfatter korte bølgelengder av lys som blått, lengre bølgelengder som grønt og de lengste bølgelengdene vi kan se som røde.

Hubble-fargepaletten er ikke masete med å matche en nøyaktig bølgelengde som teleskopet så til den nøyaktige fargen den ville se ut som i menneskelige øyne. For eksempel, det som ser blått ut i en digital romutsikt, kan virke mer grønt hvis du ser ut av utsiktsporten til et passerende romskip. Men denne kromatiske ordensregelen forblir fortsatt intakt. De korteste bølgelengdene i et bilde er nesten alltid gjengitt i blått, de lengste i rødt, og så videre.

De resulterende bildene er en balansegang mellom naturalisme og hvordan det kan se ut å se denne scenen med overmenneskelige sanser – rimelig realistiske, men rikere på informasjon om de sydende plasmaene og kaldere skyene som produserer disse lysshowene i utgangspunktet.

Webb-oppdraget, som går tom for den samme triste kontorbygningen ved Johns Hopkins University som Hubble, fortsetter i samme ånd – spesielt bruken av kromatisk bestilling, som også fungerer for å presse fornuftig fargeinformasjon ut av infrarøde bølgelengder som menneskelige øyne aldri kunne se til å begynne med. Før fargelegging i kosmos, men astronomer måtte finne på hva de skulle gjøre rett etter at det kraftigste settet med øyne som noen gang er produsert hadde åpnet seg for første gang.

I 2016 kom en komité av representanter fra Space Telescope Science Institute, NASA og de europeiske og kanadiske romfartsorganisasjonene sammen for å begynne å velge Webbs aller første demomål. De krysset av bokser som vibrerte med teleskopets vitenskapelige mål: et dypere felt enn noensinne, galakser som pulserer i tomrommet som maneter, en stjerne med en tilhørende eksoplanet, stjernedannende områder som Carina-tåken og mer. Til slutt nominerte denne prosessen rundt 70 mulige mål.

Når teleskopet hadde begynt å operere denne vinteren, reduserte de denne listen til regioner på himmelen den kunne peke på innen seks ukers frist – pluss noen få holdt i reserve, for å plage ut i løpet av de neste månedene som teleskopets vitenskapelige sysler satt i gir.

Astronom Karl Gordon, ved Space Telescope Science Institute i Baltimore, 12. juli 2022. (Michael A. McCoy/The New York Times)

Og så, endelig, endelig, begynte de tidligste resultatene å sive inn gjennom flaskehalsen til Pontoppidans datamaskin i begynnelsen av juni, han var den eneste Webb-brukerkontoen som ga tilgang i denne hysj-hysj-fasen av observasjonen. Derfra kombinerte teamet rårammer digitalt til dypere, mer polerte eksponeringer og sendte dem deretter videre til bildeprosessorer for fargegjengivelse.

“Jeg følte meg bare overveldet,” sa Joe Depasquale, hovedbildeprosessoren på prosjektet, og beskrev hvordan det hadde føltes å se en scene av en annen stjernedannende tåke komme sammen – noe med en mer Caravaggio-aktig, lys-og- skyggeeffekt som ikke var inkludert i den første pakken med utgivelser. “Dette kommer til å slå folk i tankene,” sa han.

Allerede, sa han, har noen få visuelle signaturer dukket opp. Stjerner i Webb-bilder har seks punkter, i motsetning til de fire toppene som er vanlige i de fleste romfotograferinger, et særpreg som dukker opp fra kvante-mumbo-jumboen av hvordan innkommende fotoner slår seg mot dette teleskopets struktur og deretter samles opp av dets sekskantede speil.

Spesielt bølgelengder, la han til, ser ut til at skyer som ellers ville se diffuse ut, har harde såpebobleoverflater, skinn av interstellar gass som absorberer ultrafiolett lys fra nærliggende stjerner og skinner det tilbake til verdensrommet som infrarød stråling.

Og i det midt-infrarøde, når selve rommet ser i brann på grunn av glødende molekyler som kalles polysykliske aromatiske hydrokarboner som produseres av aldrende stjerner, blir fargene igjen skjeve. “Vi ender opp med psykedeliske lilla skyer,” sa Depasquale.

Vil noe lande like hardt som Apollo-skuddene? Eller Hubble-bildene, klistret på veggene i vitenskapsklassen og av alle fra Terrence Malick til «Thor»-filmene? Vi får se. Men foreløpig er i det minste kranen åpen, og universet strømmer inn.

Spesialtilbud For din UPSC-forberedelse, et spesialtilbud på eAvisen vår. Ikke gå glipp av! Kjøp nå