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Astronomie: Wie die Farbfotos des Hubble-Teleskops entstehen

Bilder von Weltraumteleskopen zeigen oft farbenprächtige Nebel und Konstellationen. Doch das entspricht nicht dem, was das menschliche Auge wirklich sehen würde. Was steckt also hinter den Farben?
© Vox
Astronomie: Wie die Farbfotos des Hubble-Teleskops entstehen

Veröffentlicht am: 01.08.2019

Laufzeit: 0:05:47

Sprache: englisch UT

Eine der bekanntesten Aufnahmen des Hubble-Teleskops trägt den Namen »Pillars of Creation« (auf deutsch: Säulen der Schöpfung). Wenn man das Foto betrachtet, fragt man sich vielleicht, was die prächtigen Farben auf dem Bild eigentlich bedeuten. Auf dem Foto ist nicht etwa dargestellt, wie die Säulen für das menschliche Auge aussehen. Stattdessen zeigt das Bild, farblich codiert, aus welchen chemischen Elementen dieser Teil des Adlernebels besteht. Das Hubble-Teleskop, das die Region immer wieder beobachtet hat, registriert nämlich eigentlich nur die Helligkeit von Objekten.

Die Technik, mit der Astrophysiker daraus Farbfotos machen, ist schon lange bekannt und wird im Video ausführlich erklärt. Zu Beginn holen die Macher weit aus und erklären, welchen Teil des elektromagnetischen Spektrums wir sehen können und wie Menschen Farben registrieren. Wir nehmen nur einen winzigen Teil des elektromagnetischen Spektrums wahr, das von langwelligen Radiowellen bis zu kurzwelligen Gammastrahlen reicht. Menschen sehen lediglich den Bereich zwischen langwelligem roten und kurzwelligem violetten Licht, das entspricht 350 beziehungsweise 700 Nanometern Wellenlänge. Für die Farbwahrnehmung sorgen so genannte Zäpfchen. In der Netzhaut befinden sich L-, S- und M-Zäpfchen, die auf rotes, grünes und blaues Licht reagieren. Alle anderen Farben sind eine Mischung dieser Primärfarben. Anhand eines Porträtfotos aus dem Jahre 1911 erläutert der Sprecher des Videos, wie Farbfotos entstehen. Für das Farbbild werden drei verschiedene Kamerafilter verwendet, die lediglich Licht einer Farbe durchlassen. Auf diese Weise entstehen drei Aufnahmen für die Farben Rot, Grün und Blau. Da sich alle anderen Farben aus einer Kombination dieser drei ergeben, kann man die drei gefilterten Fotos zusammenfügen – und erhält so ein korrekt koloriertes Farbbild.

Auch das Hubble-Teleskop nutzt Farbfilter, allerdings etwas anders: Die eingesetzten Filter lassen nur einen winzigen Teil des Spektrums durch. Es sind gerade jene Wellenlängen, die von Elementen wie Wasserstoff, Schwefel und Sauerstoff ausgehen. Die Wellenlängen von Wasserstoff und Schwefel liegen jedoch beide im roten Teil des Spektrums, auf einem Farbfoto könnte man sie kaum unterscheiden. Deswegen ordnen die Forscher den Elementen andere Farben zu: Wasserstoff wird Grün zugeordnet, Sauerstoff Blau. Auf diese Weise lässt sich Kontrast erhöhen – und das zusammengesetzte Farbbild wirkt viel eindrucksvoller. So gesehen liefert Hubble keine Bilder, wie sie das menschliche Auge sehen würde, sondern eher Landkarten von chemischen Elementen. Wie die Farbtöne den Elementen zugeordnet werden, ist im Video erklärt, allerdings leicht verwirrend. Die Wellenlängen, die den verschiedenen Elementen entsprechen, ändern sich nämlich nicht. Den Elementen werden nur andere Farben zugeordnet. Die optische Technik, die hinter den Farbaufnahmen steckt, ist jedoch sehr detailliert und leicht verständlich dargestellt.

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