Die wahren Farben der Planeten - Panorama

Und wenn wir dann noch Bilder von Fotokameras aus dem Weltraum dazwischenschalten, wird die Verwirrung noch größer. Unsere Augen sind bemerkenswerte Organe. Millionen von Rezeptoren, sogenannte Stäbchen und Zapfen, säumen unsere Netzhaut und wandeln Licht in Signale um, die unser Gehirn nutzt, um die Welt um uns herum zu sehen. Die Farben, die wir wahrnehmen, variieren von Mensch zu Mensch, auch von Menschen mit Farbsehschwäche. Im wahrsten Sinne des Wortes sind wir nicht immer einer Meinung. So wie die Farbe beim Menschen subjektiv ist, so sind es auch die Farben in den atemberaubenden Bildern, die unsere Roboter-Raumsonde zur Erde zurücksendet. Die Kameras unserer Raumsonden fungieren als Stellvertreter für unsere eigenen Augen, aber was sie sehen, ist nicht unbedingt das, was unsere Augen sehen würden. Was Weltraumkameras nicht können &bdquo;Die meisten Kameras, die wir in unseren Raumfahrzeugen und Weltraumteleskopen haben, machen keine Farbbilder“, sagte Heidi Hammel, Vizepräsidentin für Wissenschaft bei der &bdquo;Association of Universities for Research“. &bdquo;Sie machen Schwarz-Weiß-Bilder, die auf bestimmte Lichtwellenlängen abgestimmt sind.“ Erst durch die Abstimmung von Weltraumkameras auf bestimmte Lichtwellenlängen können Wissenschaftler wichtige Fragen zu den von ihnen untersuchten Objekten beantworten, beispielsweise welche Mineralien sich auf der Oberfläche eines Asteroiden befinden oder welche Elemente sich in einem Nebel befinden. Da jede Weltraummission ihre eigenen einzigartigen wissenschaftlichen Fragen zu beantworten hat, sind verschiedene Raumschiffe mit Kameras ausgestattet, die auf unterschiedliche Wellenlängen abgestimmt sind. Das menschliche Auge kann im Allgemeinen Licht mit Wellenlängen zwischen 380 und 700 Nanometern sehen. Dies deckt den gesamten visuellen Regenbogen ab, von Lila bei 380 Nanometern bis Rot bei 700 Nanometern. Alle Farben von außerhalb dieses Spektrums verschwimmen ins Grau. Viele Weltraumkameras verwenden Filter, um Bilder in schmalen Bereichen unseres Sichtbereichs aufzunehmen. Die Weitwinkelkamera der Raumsonde Cassini beispielsweise verfügte über Filter, die auf 460 Nanometer (blaues Licht), 567 Nanometer (grünes Licht) und 648 Nanometer (rotes Licht) zentriert waren. Durch die Kombination von Bildern aus allen drei Filtern könnten Bildprozessoren annähernd farbgetreue Bilder des Saturn und seiner Monde erstellen, die nahe beieinander liegen, aber nicht genau so aussehen, wie unsere Augen sie sehen würden. Man kann einem Bild nicht trauen &bdquo;Es ist eine Kombination aus ein wenig Kunst und Wissenschaft, aber man kann einem Bild, das man sieht, nicht einfach vertrauen und denken, dass es in seinen Augen so aussehen würde“, sagt Hammel weiter. Wir können nicht mit Sicherheit sagen, wie die Welten unseres Sonnensystems für uns aussehen, bis wir sie mit eigenen Augen von einem umlaufenden Raumschiff aus sehen, aber wir können einige gängige Mythen zerstreuen. Hier ist eine Tour zu den Planeten, die untersucht, was wir über das wahre Gesicht jeder Welt wissen. Welche Farbe hat Merkur? Merkur hat ein graues, leicht bräunliches Aussehen, ähnlich dem Erdmond. Unsere besten globalen Bilder des Planeten wurden mit Bildern erstellt, die teilweise aus Licht bestehen, das außerhalb unseres Sichtbereichs liegt. Dass Bild von Merkur ( siehe Bild oben ) stammt aus Daten, die 2008 von der NASA-Raumsonde Messenger wurde mit 3 Bildern erstellt, die mit Filtern mit Wellenlängen von 430, 700 und 1000 Nanometern aufgenommen wurden. Diese entsprechen nicht unseren Farbbereichen Rot, Grün und Blau; Daher entspricht das Bild nicht ganz dem, was ein menschliches Auge sehen würde. Mariner 10, die einzige andere Raumsonde, die Merkur besuchte, machte ähnliche, aber nicht ganz genaue Aufnahmen. Welche Farbe hat Venus? Die wolkenverhangene Venus ist strahlend weiß mit gelb-beigen Farbtönen. Dieses Bild der Venus von Mariner 10 aus dem Jahr 1974 gibt die wahre Farbe des Planeten ziemlich gut wieder, obwohl es mehr Wolkendetails hervorhebt, als das menschliche Auge sehen würde: Was wir mit Sicherheit wissen, ist, dass die Venus für das menschliche Auge nicht so aussehen würde wie auf den Bildern unten von der japanischen Akatsuki-Sonde. Akatsuki ist mit einem Ultraviolett-Imager ausgestattet, der Details erkennt, die das menschliche Auge nicht erkennen kann. Welche Farbe hat die Erde? Während des Apollo-Programms konnten Astronauten unseren Planeten mit handgehaltenen Farbkameras aus der Ferne fotografieren. Selbst Farbkameras können Szenen nicht perfekt so einfangen, wie sie für das menschliche Auge erscheinen, aber es ist eine ziemlich gute Annäherung. Hier ist ein beeindruckendes Beispiel: Eine weitere ziemlich genaue Ansicht der Erde stammt von der DSCOVR-Raumsonde der NOAA. DSCOVR nimmt täglich mehrere Bilder der Erde vom Lagrange-Punkt L1 auf, der 1,5 Millionen Kilometer von der Erde in Richtung Sonne entfernt liegt. Die EPIC-Kamera von DSCOVR wurde entwickelt, um eine genaue Schätzung dessen zu ermöglichen, was das menschliche Auge sehen könnte: DSCOVR-Beobachtungen sind für die Beobachtung des Weltraumwetters von entscheidender Bedeutung. Diese Daten unterstützen Prognosen und die Erforschung von kosmischen Phänomenen, die das Potenzial haben, die Infrastruktur auf der Erde zu stören und zu beschädigen. Hier werden Daten für Magnetometer- und Faraday-Cup-Messungen archiviert, verteilt und sichtbar gemacht. Echtzeitdaten finden sich auf der Seite &bdquo;Echtzeit-Sonnenwind“ des Space Weather Prediction Center (SWPC). Informationen und Daten der anderen Instrumente an Bord von DSCOVR, EPIC und NISTAR finden sich im Atmospheric Science Data Center der NASA. Welche Farbe hat der Mars? Allseits ist der Mars als der Rote Planet bekannt, doch sein wahres Aussehen ist alles andere als einheitlich. Die Oberflächenfarbe variiert von Rot über Orange bis Braun auf den verschiedenen Ebenen, Dünenfeldern, Vulkanen und alten Wasserkanälen. Der Planet hat saisonale weiße Polkappen, die manchmal zu sichtbaren Wolken sublimieren, und gelegentlich bedecken Staubstürme den Globus. Der Mars ändert auch seinen Abstand zur Erde und zur Sonne, da sowohl Erde als auch der Rote Planet vorgegebenen Umlaufbahnen folgen, und die von diesen entstehenden Abstandsänderungen wirken sich auch auf die Farbwahrnehmung aus. Dieses Bild des Mars vom Hubble-Weltraumteleskop aus dem Jahr 1999 wurde mit Filtern mit Wellenlängen im roten und grünen Bereich erstellt. Die maximale blaue Wellenlänge, 410 Nanometer, ist tatsächlich etwas violetter: Vergleichen Sie das mit dieser etwas orangefarbenen Ansicht derselben Region von der Hope-Mission der VAE. Die EXI-Kamera von &bdquo;Hope“ kann auch Bilder in den Wellenlängen Rot, Grün und Blau aufnehmen: Diese Zusammenstellung von Hubble-Bildern zeigt die sich alle paar Jahre ändernde Größe des Mars, wie sie von der Erde aus sichtbar ist. Beachten Sie, wie sich auch die Polkappen und die Atmosphäre im Laufe der Zeit verändern, was sich auf die Farbe des Mars auswirkt. Welche Farbe hat Jupiter? Jupiter ist für seine leuchtenden Wolkenbänder, Wirbel und Flecken bekannt. Die beeindruckende Farbpalette umfasst Weiß, Beige, Gelb, Braun, Rot und Orange. Hier ist ein Bild des Hubble-Weltraumteleskops von Jupiter aus dem Jahr 2020: Das Hubble-Bild fängt Jupiter in den Wellenlängen Rot, Grün und Blau ein (auch hier ist dieses Blau etwas violetter). Während das resultierende Bild großartig ist, wirken die meisten Ansichten von Jupiter von Raumsonden aus etwas gedämpfter. Hier ist eine Annäherung an Jupiters wahre Farben anhand von Daten, die 1979 von der NASA-Raumsonde Voyager 1 erfasst wurden: Das Voyager-1-Bild wurde aus 28 Einzelbildern erstellt, die mit orangefarbenen und violetten Filtern aufgenommen wurden, was bedeutete, dass die roten, grünen und blauen Versionen des Bildes sorgfältig synthetisiert werden mussten. Der Große Rote Fleck erscheint aufgrund der Unterschiede bei Kameras und Filtern im Hubble-Bild leuchtend orangerot und im Voyager-1-Bild eher orangebraun. Hier ist eine Zwischenfarbansicht des Großen Roten Flecks von der NASA-Raumsonde Juno, die auch Bilder in den Wellenlängen Rot, Grün und Blau aufnimmt: Juno betrat am 5. Juli 2016 eine polare Umlaufbahn um Jupiter, um eine wissenschaftliche Untersuchung des Planeten zu beginnen. Nach Abschluss seiner Mission wird Juno absichtlich in die Atmosphäre des Jupiter gestürzt, um das All von Trümmerteilen gebrauchter Sonden rein zu halten. Dieses Bild besteht aus den Aufnahmen 41, 42 und 43, die am 6. April 2019 aufgenommen wurden. Das Mosaik deckt einen Bereich vom Längengrad 227° bis 294° ab und planetographische Breite -34,7° bis -7,2°.Bild: NASA / JPL / SwRI / Björn Jónsson Welche Farbe hat Saturn? Der faszinierende Saturn zeigt eine große Farbpalette. Der Planet selbst erscheint typischerweise als blasse, gelb-beige Welt mit einer Vielzahl pastellgelb-brauner Wolkenbänder. Die Ringe des Saturn reichen von Graustufen bis Hellbraun, abhängig vom Betrachtungswinkel und der Raumsonde, die das Bild aufnimmt. Auf dem folgenden Bild, das in den Wellenlängen Rot, Grün und Blau (Violett) aufgenommen wurde, sind die Wolkenbänder des Saturn deutlich ausgeprägt und die Ringe erscheinen in einigen Regionen fast weiß. Vergleichen Sie das mit diesem Bild, das von der Raumsonde Cassini aufgenommen wurde: Auf dieser Aufnahme aus der Raumsonde &bdquo;Cassini“ erscheint Saturn gelber mit weniger auffälligen Wolkenmustern. Auch die Ringe sind deutlich brauner. Obwohl in beiden Bildern Licht im roten, blauen und grünen Bereich verwendet wurde, waren die spezifischen Wellenlängen innerhalb dieser Bereiche unterschiedlich. Zusammen mit anderen Nuancen der Bildverarbeitung entstanden dadurch Bilder mit leicht unterschiedlichen Farbtönen. Welche Farbe hat Uranus? Uranus ist ein blasser, grünlich-blauer Planet. Nur die Raumsonde Voyager 2 hat Uranus jemals aus der Nähe gesehen, als sie 1986 an der eisigen Welt vorbeiflog: Uranus ist im Verhältnis zu den übrigen Planeten auf die Seite geneigt und rollt mit seinem Äquator auf dessen Umlaufbahn um das Zentrum des Sonnensystems. Während seiner 84-jährigen Reise um die Sonne rotieren verschiedene Regionen des Planeten ins Blickfeld. Beim Besuch von Voyager 2 wurde die südliche Hemisphäre des Planeten beleuchtet. Im Jahr 2007 war sein Äquator der Sonne zugewandt. Jetzt rückt seine nördliche Hemisphäre in Sicht. Wissenschaftler haben seit langem beobachtet, dass Uranus blauer erscheint, wenn sein Äquator der Erde zugewandt ist, und grüner, wenn seine Pole der Erde zugewandt sind. Die blauen Farbtöne des Planeten entstehen durch Methan in seiner Atmosphäre, das rotes und grünes Licht absorbiert. An den Polen gibt es weniger Methan, was erklärt, warum der Planet weniger blau erscheint, wenn seine Nord- und Südhalbkugel der Sonne zugewandt sind. Eine neue Studie unter der Leitung von Patrick Irwin, einem Planetenphysiker von der Universität Oxford, zeigt, dass dieser Effekt durch eine reflektierende Eishaube verstärkt wird, die sich über den Polen bildet, wenn sie beleuchtet werden und dem Planeten einen grünlicheren Farbton verleihen. Irwin und seine Kollegen machten Bilder vom Hubble-Weltraumteleskop und dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte und nutzten sie, um die Farben von Uranus und Neptun wieder ins Gleichgewicht zu bringen. Hier ist eine Reihe neu ausbalancierter Uranus-Bilder, gesehen vom Hubble-Weltraumteleskop: Welche Farbe hat Neptun? Der ferne Neptun ist blassblau mit einem Hauch von Grün. Es sieht Uranus ähnlich, mit einem etwas bläulicheren Farbton. Die wahren Farben von Neptun sorgen seit dem Besuch der Voyager 2 im Jahr 1989 für Verwirrung. Heidi Hammel, Mitglied des Bildgebungsteams der Mission, sagte, dass die Wissenschaftler damals unbedingt Bilder erhalten wollten, die die Wolkenmuster des Planeten hervorheben. &bdquo;1989 hatten wir Photoshop noch nicht. Wir hatten keine Werkzeuge, mit denen wir Bilder einfach farblich bearbeiten konnten“, sagte sie. &bdquo;Wenn wir ein Bild von der Voyager wollten, schrieben wir mit Bleistift auf ein Blatt Papier und sagten: &bdquo;Wir möchten, dass Sie Bild Nummer X und Bild Nummer Y herunterziehen und ein Bild für uns machen.“ Eines der atemberaubendsten Bilder des Vorbeiflugs zeigte dünne weiße Wolken und einen mysteriösen dunklen Fleck, der sich über die Oberfläche des Planeten bewegte. Die Art und Weise, wie das Bild verarbeitet wurde, verwandelte Neptun in einen leuchtend azurblauen Farbton, der viel dunkler und gesättigter war als die tatsächliche Farbe des Planeten. Obwohl Astronomen damals feststellten, dass es sich hierbei um eine &bdquo;verbesserte“ Sicht handelte, verbreitete sich das Bild ohne diesen Vorbehalt schnell und wurde de facto zum öffentlichen Bild von Neptun. Das Azure-Bild wird auch heute noch verwendet, sogar von der NASA. Bildprozessoren haben im Laufe der Jahre versucht, die Farbe des Planeten zu korrigieren, wie in diesem Voyager-2-Bild von Uranus und Neptun: Es stellt sich heraus, dass Neptun wahrscheinlich noch blasser ist als im obigen Bild. Die in der Irwin-Studie wiederaufbereitete Version des Planeten macht ihn fast so wenig beleuchtet wie Uranus: Ein weiterer Faktor, der unsere Wahrnehmung der Farbe Neptuns beeinflusst, ist seine extreme Entfernung von der Sonne. In erdbasierten Teleskopen wirken das schwache Sonnenlicht am Rande des Sonnensystems und die Tatsache, dass Neptun halb so groß wie Uranus zu sein scheint, etwas blauer als im obigen Irwin-Vergleich. Die einzige Möglichkeit, sicher zu wissen, wie Neptun und andere Welten aussehen, besteht darin, sie mit eigenen Augen zu sehen. In der Zwischenzeit müssen wir uns aber weiterhin darauf verlassen, dass unsere Roboterbotschafter uns eine gute Annäherung zeigen. Da jeder Mensch Farben etwas anders wahrnimmt, vermitteln uns Weltraumbilder unsere ganz persönliche Sicht auf den Kosmos, die vor allem Wissenschaftler oder Sternenfreunde schätzen und genießen können.