Astronomen en visualisatiespecialisten van NASA's Universe of Learning-programma hebben zichtbare en infrarode visie van de Hubble- en Spitzer-ruimtetelescopen gecombineerd om een ​​ongekende, driedimensionaal, doorkijk zicht op de pittoreske Orionnevel, een nabijgelegen stervormingsgebied.

Kijkers ervaren deze nabijgelegen sterrenkraamkamer "van dichtbij en persoonlijk" terwijl de nieuwe digitale visualisatie hen tussen pasgeboren sterren brengt, gloeiende wolken verwarmd door intense straling, en kikkervisjesvormige gasvormige omhulsels die protoplanetaire schijven omringen.

Met behulp van echte wetenschappelijke beelden en andere gegevens, gecombineerd met Hollywood-technieken, een team van het Space Telescope Science Institute in Baltimore, en het Caltech/Infrared Processing and Analysis Center (IPAC) in Pasadena, Californië, heeft de beste en meest gedetailleerde multi-golflengtevisualisatie tot nu toe van deze fotogenieke nevel gecreëerd. De fly-through stelt mensen in staat om op een spannende nieuwe manier het universum te ervaren en te leren kennen.

De drie minuten durende film, die de Orionnevel in zowel zichtbaar als infrarood licht laat zien, werd vandaag voor het publiek vrijgegeven. Het is beschikbaar voor planetaria en andere centra voor informeel leren over de hele wereld om het publiek te helpen fundamentele vragen in de wetenschap te onderzoeken, zoals:"Hoe zijn we hier gekomen?"

"Door in drie dimensies door het tapijt van de nevel te kunnen vliegen, krijgen mensen een veel beter beeld van hoe het universum er echt uitziet, ", verklaarde de visualisatiewetenschapper Frank Summers van het Space Telescope Science Institute, die het team leidde dat de film ontwikkelde. "Door diepte en structuur toe te voegen aan de verbluffende beelden, deze fly-through helpt het universum te verhelderen voor het publiek, zowel educatief als inspirerend."

"Kijken naar het universum in infrarood licht geeft een opvallende context voor de meer bekende weergaven van zichtbaar licht. Deze film biedt een unieke meeslepende kans om te zien hoe nieuwe functies verschijnen als we overschakelen naar golflengten van licht die normaal onzichtbaar zijn voor onze ogen, " zei Robert Hurt, hoofd visualisatie wetenschapper bij IPAC.

Een van de helderste nevels aan de hemel, de Orionnevel, met het blote oog zichtbaar is. Het verschijnt als de middelste "ster" in het zwaard van het sterrenbeeld Orion, de Jager, en ligt ongeveer 1, 350 lichtjaar verwijderd. Op slechts 2 miljoen jaar oud, de nevel is een ideaal laboratorium voor het bestuderen van jonge sterren en sterren die zich nog vormen. Het biedt een glimp van wat er zou kunnen zijn gebeurd toen de zon 4,6 miljard jaar geleden werd geboren.

De driedimensionale video geeft een kijkje in de fantastische topografie van de nevel. Een stortvloed van ultraviolette straling en stellaire winden van de massieve, centrale sterren van de Trapezium-sterrenhoop hebben een spelonkachtige komvormige holte uitgehouwen in de wand van een gigantische wolk van koude moleculaire waterstof die doorweven is met stof.

Astronomen en visualizers werkten samen om een ​​driedimensionaal model te maken van de diepten van dit spelonkachtige gebied, zoals het uitzetten van bergen en valleien op de oceaanbodem. Kleurrijke Hubble- en Spitzer-afbeeldingen werden vervolgens over het terrein gelegd.

De wetenschappelijke visualisatie neemt de kijker mee op een adembenemende vlucht door de nevel, de contouren van gas en stof volgen. Door te schakelen tussen de Hubble- en Spitzer-weergaven, de film toont opvallend verschillende details van de Orionnevel.

Hubble ziet objecten die gloeien in zichtbaar licht, die typisch in de duizenden graden zijn. Spitzer is gevoelig voor koelere objecten met temperaturen van slechts honderden graden. Spitzer's infraroodvisie doorboort verduisterend stof om sterren te zien die diep in de nevel zijn ingebed, evenals zwakkere en minder massieve sterren, die helderder zijn in infrarood dan in zichtbaar licht. De nieuwe visualisatie laat mensen ervaren hoe de twee telescopen een complexer en completer beeld van de nevel geven.

De visualisatie maakt deel uit van een nieuwe generatie producten en ervaringen die worden ontwikkeld door NASA's Universe of Learning-programma. De inspanning combineert een directe verbinding met de wetenschap en wetenschappers van NASA's astrofysica-missies met aandacht voor de behoeften van het publiek om jongeren, gezinnen en levenslang leren om fundamentele vragen in de wetenschap te onderzoeken, ervaren hoe wetenschap wordt gedaan, en ontdek zelf het universum.

De driedimensionale interpretatie wordt geleid door wetenschappelijke kennis en wetenschappelijke intuïtie. Beginnend met de tweedimensionale Hubble- en Spitzer-afbeeldingen, Summers and Hurt werkten samen met experts om de structuur in de nevel te analyseren. Ze creëerden eerst een zichtbaar licht oppervlak, en dan een onderliggende structuur van de infraroodkenmerken.

Om de nevel zijn etherische gevoel te geven, Summers schreef een speciale rendering-code voor het efficiënt combineren van de tientallen miljoenen semi-transparante elementen van het gas. Met de aangepaste code kan Summers deze en andere visualisaties uitvoeren op desktopwerkstations, in plaats van op een supercomputercluster.

De andere componenten van de nevel werden geïsoleerd in beeldlagen en afzonderlijk gemodelleerd. Deze elementen omvatten sterren, protoplanetaire schijven, boog schokken, en het dunne gas voor de nevel dat 'de sluier' wordt genoemd. Na het renderen, deze lagen en de gasnevel worden weer bij elkaar gebracht om de visualisatie te creëren.

De driedimensionale structuren dienen als wetenschappelijk redelijke benaderingen voor het voorstellen van de nevel. "Het belangrijkste is om de kijker een ervaringsgericht begrip te geven, zodat ze een manier hebben om de beelden van telescopen te interpreteren, " legde Summers uit. "Het is echt geweldig als ze een mentaal model in hun hoofd kunnen bouwen om het tweedimensionale beeld om te zetten in een driedimensionale scène."

Deze film demonstreert de kracht van astronomie met meerdere golflengten. Het helpt het publiek te begrijpen hoe wetenschap wordt bedreven - hoe en waarom astronomen meerdere regio's van het elektromagnetische spectrum gebruiken om ons universum te verkennen en er meer over te weten te komen. Het wekt ook de eetlust van astronomen voor wat ze zullen zien met NASA's James Webb Space Telescope, die veel fijnere details van de diepere, infrarood functies.

Meer visualisaties en verbindingen tussen de wetenschap van nevels en leerlingen kunnen worden verkend via andere producten die zijn geproduceerd door NASA's Universe of Learning, zoals ViewSpace. ViewSpace is een video-expositie die momenteel te zien is in bijna 200 musea en planetaria in de Verenigde Staten. Bezoekers kunnen verder gaan dan video om de door ruimtetelescopen geproduceerde beelden te verkennen met interactieve tools die nu beschikbaar zijn voor musea en planetaria.