Rentgen ışığı nasıl renkli resimge çevirile?
Tumanlıq resminde rentgen ışınımını mor renknen belgilediler. Amma insan közü rentgen şualarını körmey. Bu renk qaydan keldi?
Astronomlar körünmegen ışınımnı uyğun aletlernen qayd ete, ölçevler ala ve olarnı biz körgen tasvirge çevire. Körüngen renk dalğa aralığını, energiyanı ya da signal intensivligini kodlay bile. Bu, malümatnı köstermek usulıdır; rentgen fotonları aqiqaten mordır degen söz degil. Chandra: renk qoşmaq
Yükseklik haritasını hatırla: tüzlük yeşil, dağlar qaverenki ola bile, albuki yamacta beyaz qar yata. Şartlı belgiler qaysı miqdarnıñ kodlanğanını añlata. Astronomik resimler de beñzer şekilde oqula. Amma renkli harita ölçevlerniñ yerini tutmay: neticeni teşkermek içün malümat, kalibrlav ve işlev tasviri kerek.
Işıq köz körgeninden daa çoqtır
Radio dalğaları, infraqırmızı ve rentgen ışınımı elektromagnit spektrniñ başqa qısımlarıdır. Körüngen ışıq da oña kire. Olar dalğa uzunlığı, sıqlıq ve ayrı fotonnıñ energiyasınen farqlana, vakuumda ise aynı ışıq süratinen yayıla. İnsan körgen aralıq bütün spektrniñ yalnız kiçik qısmıdır; sıñırları taqribiydir, keskin universal sızıqlar degil. NASA: elektromagnit spektr
Radio dalğası boş feza içinden uçqan ses degil. Seske bir müit kerek; onıñ titrevlerini qulaq qabul ete. Radio dalğası ışıq çeşitidir; qabul etici malümatnı seske, grafikağa ya da haritağa çevire bile. Böyle alda «kâinatnı diñlemek» signalnı köstermekniñ daa bir usulıdır. NRAO: radio dalğaları ses çıqaramı?
Okulyardaki büyütüvni arttırmaq közni bu aralıqlarğa duyğur yapmay. Uyğun detektor, yani ışınımnı ölçenilir signalğa çevirgen alet kerek. Başqa dalğalar içün qabul eticiler de, ışıq toplav usulları da farqlı. Radio antennası ve rentgen teleskopı beñzer vazifelerni başqa quruluşlar ile çeze.
Neden bir aralıq yeterli degil?
Yıldızlar doğğan bir saanı köz ögüne ketir. Körüngen ışıqta toz onıñ bir qısmını gizley bile. Bazı infraqırmızı dalğalarda toz daa az yuta, gizli menbalar körüne. Daa uzun infraqırmızı dalğalarda ise qızğan toznıñ öz ışınımını da incelemek mümkün. Bunlar başqa tesirlerdir: toz içinden körmek ve toznıñ yıltıravını körmek. Şeffaflıq dalğa uzunlığına, toznıñ miqdarına ve hususiyetlerine bağlıdır; infraqırmızı ışıq er şeyden engelsiz keçmey. ESA: infraqırmızı muşahideler neden kerek?
Radio muşahideleri, meselâ neytral vodorodnıñ 21 sm civarındaki çizgisinde, gaznı incelemege yardım ete. Rentgen aralığı pek sıcaq gaznı ve yüksek energiyalı parçacıq süreçlerini aça. Amma «radio yalnız suvuq, rentgen yalnız sıcaq demektir» qaidesi yanlış olur: ışınım doğurğan bir qaç mehanizm bar, bir saa birden çoq aralıqta ışınım vere bile. NRAO: spektr çizgileri, NASA: başka aralıqlarnıñ menbaları
Yer atmosferası da qaysı signalnıñ yetkenini saylay. O, büyük radio ve optik pencerelerni ve bazı infraqırmızı dalğalarnı keçire, amma kâinat rentgen şuaları yerdeki teleskopqa emen-emenden yetmey. Duyğur aletni kerek signalnı almaq mümkün olğan yerge qoymaq kerek. İnfraqırmızı muşahidelerge aletniñ ve etrafınıñ öz istilik ışınımı da mani ola; suvutuv bu fonnı azalta. NASA: atmosfera ve muşahide, NASA: aletlerni suvutuv
Bir obyekt, bir qaç başqa harita
Aqiqiy misalğa baqayıq: Yengeç tumanlığınıñ 2017 senesi mayıs 10-da çıqqan neşri. Onda radio, infraqırmızı, körüngen, ultramor ve rentgen malümatları birleştirildi. Aşağıda onıñ üç kanalınıñ şeması bar. Bu, bir-birine beñzegen üç tumanlıq degil, aynı aşırı yañı yıldız qaldığıdır.
Aralıq → alet → 2017 mayıs 10 resmindeki malümat renki.
Radio dalğaları
VLAÖlçev → malümat qatlamıQırmızıİnfraqırmızı
SpitzerÖlçev → malümat qatlamıSarı-yeşilRentgen
ChandraÖlçev → malümat qatlamıMor
Bu, şartlı belgiler şeması; tumanlıq resmi ya da temperatura haritası degil. Beş aralıqtan üçü kösterilgen; körüngen ve ultramor qatlamlar yoq. Bu palitra yalnız bu neşirge aittir, universal degil.
Mında renkler malümat belgileri olaraq işleye. Radio «qırmızıdan daa qırmızı» degil, rentgen ise körüngen mor ışıq olmay. Bu belli kompozitsiyada qırmızı VLA radio malümatını, sarı-yeşil Spitzer infraqırmızı malümatını, mor ise Chandra rentgen malümatını bildire. Başqa neşir başka palitra saylay bile. Chandra asıl neşri: ayrı qatlamlar ve şartlı belgiler
Qatlamlarnı diqqatnen teñeştirmek kerek. Olar kök koordinatalarına köre uyğunlaştırıla, körüv meydanları birleştirile ve ölçek bildirile. Başqa aletlerniñ ayırdetüv qabiliyeti, duyğurlığı, ekspozitsiyası ve muşahide tarihı farq ete bile. Bir qatlamda keñ leke, başqasında ince ip körünse, birinci gaznıñ aqiqaten daa keñ olğanı şart degil: farqnıñ bir qısmını alet yapa bile.
Tarihlerini teşkermeden kompozitsiyağa bir anlıq portret demek de olmaz. Bu neşirnen bağlı tedqiqatta merkeziy saa 2012 senesi noyabr 26-daki emen-emenden bir vaqıttaki radio, yaqın infraqırmızı ve rentgen muşahidelerinen teñeştirildi. Bütün tumanlıq içün daa eski optik ve Spitzer malümatları da qullanıldı. Neşir tarihı bütün qatlamlarnıñ bir muşahide tarihı degil. Dubner ve başqaları: I, II ve VIII bölümler
Dal · Formulalarnenİhtiyariy · keçip ketmek mümkün
Uzun dalğa — fotonda daa az energiya
Bir fotonnıñ energiyası onıñ vakuumdağı dalğa uzunlığınen bağlıdır:
E = (hc)/(λ).
h — Plank sabitesi, c — ışıq sürati, λ — dalğa uzunlığı. Eki ögretici misal alamız: 500 nm körüngen ışıq ve 10 µm infraqırmızı ışıq. Ekinci deger 10 000 nm-ge teñ, yani dalğası 20 kere uzun. O alda
(E_(1))/(E_(2)) = 20.
500 nm fotonnıñ energiyası 10 µm fotonnıñkinden 20 kere büyüktir. Bu, er bir körüngen menbanıñ umumiyetnen daa parlaq olğanını bildirmey: quvet fotonlar sayısına da bağlıdır. Saylanğan uzunlıqlar aralıqlar içindeki misaller, sıñırları degil. NASA: energiya, sıqlıq ve dalğa uzunlığı
Resimden netice çıqarmazdan evel ne teşkermeli?
Saña kök renkli rentgen lekesini kösterip: «Mında mıtlaqa daa suvuq, çünki kök — suvuq renktir», — dediler. Bu yeterli delilmi? Yoq. Şartlı belgilerge baq: kök renk eñ yüksek energiyalı rentgen fotonlarını, bütün bir aralıqnı ya da saylanğan intensivlik palitrasını bildire bile. Temperaturağa dair netice ölçevlerniñ fizikiy tefsirine dayanmalı, kündelik renk duyğusına degil.
Nevbetteki kâinat resminde üç şeyni tap: qaysı obyekt muşahide etildi, ne ölçendi ve renkler ne bildire. Soñra ölçekni ve tarihlerini teşker. Böyle körünmegen ışıq yalnız güzel resim degil, añlaşılır delil ola. Fizikiy temelni ışıq ve onıñ sürati aqqında maqalede tekrarlamaq mümkün.