Gli astronomi e gli specialisti della visualizzazione del programma Universe of Learning della NASA hanno combinato la visione visibile e infrarossa dei telescopi spaziali Hubble e Spitzer per creare un'esperienza senza precedenti, tridimensionale, vista panoramica della pittoresca Nebulosa di Orione, una vicina regione di formazione stellare.

Gli spettatori sperimentano questo vicino asilo nido stellare "da vicino e personale" mentre la nuova visualizzazione digitale li traghetta tra le stelle appena nate, nubi incandescenti riscaldate da intense radiazioni, e involucri gassosi a forma di girino che circondano i dischi protoplanetari.

Utilizzando immagini scientifiche reali e altri dati, combinato con le tecniche hollywoodiane, un team dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, e il Caltech/Infrared Processing and Analysis Center (IPAC) di Pasadena, California, ha creato la migliore e più dettagliata visualizzazione a più lunghezze d'onda di questa nebulosa fotogenica. Il fly-through consente alle persone di sperimentare e conoscere l'universo in un modo nuovo ed entusiasmante.

Il film di tre minuti, che mostra la Nebulosa di Orione sia in luce visibile che infrarossa, è stato rilasciato oggi al pubblico. È disponibile per planetari e altri centri di apprendimento informale in tutto il mondo per aiutare il pubblico a esplorare questioni fondamentali della scienza come, "Come siamo arrivati ​​qui?"

"Essere in grado di volare attraverso l'arazzo della nebulosa in tre dimensioni dà alle persone un'idea molto migliore di come sia veramente l'universo, " ha spiegato lo scienziato di visualizzazione dello Space Telescope Science Institute Frank Summers, che ha guidato la squadra che ha sviluppato il film. "Aggiungendo profondità e struttura alle immagini straordinarie, questo fly-through aiuta a chiarire l'universo per il pubblico, sia educativo che stimolante."

"Guardare l'universo alla luce infrarossa offre un contesto sorprendente per le viste più familiari della luce visibile. Questo film offre un'opportunità unica e coinvolgente di vedere come appaiono le nuove caratteristiche mentre passiamo alle lunghezze d'onda della luce normalmente invisibili ai nostri occhi, " ha detto Robert Hurt, scienziato capo della visualizzazione presso IPAC.

Una delle nebulose più luminose del cielo, la Nebulosa di Orione, è visibile ad occhio nudo. Appare come la "stella" centrale nella spada della costellazione di Orione, il cacciatore, e si trova a circa 1, 350 anni luce di distanza. A soli 2 milioni di anni, la nebulosa è un laboratorio ideale per studiare stelle giovani e stelle ancora in formazione. Offre uno scorcio di cosa potrebbe essere successo quando il Sole è nato 4,6 miliardi di anni fa.

Il video tridimensionale offre uno sguardo alla fantastica topografia della nebulosa. Un torrente di radiazioni ultraviolette e venti stellari dal massiccio, Le stelle centrali dell'ammasso stellare Trapezium hanno scavato una cavità cavernosa simile a una ciotola nella parete di una gigantesca nuvola di freddo idrogeno molecolare intrecciato con polvere.

Astronomi e visualizzatori hanno lavorato insieme per creare un modello tridimensionale delle profondità di questa regione cavernosa, come tracciare montagne e valli sul fondo dell'oceano. Le immagini colorate di Hubble e Spitzer sono state poi sovrapposte al terreno.

La visualizzazione scientifica porta lo spettatore in un volo mozzafiato attraverso la nebulosa, seguendo i contorni del gas e della polvere. Passando tra le visualizzazioni Hubble e Spitzer, il film mostra dettagli sorprendentemente diversi della Nebulosa di Orione.

Hubble vede oggetti che brillano alla luce visibile, che sono tipicamente nell'ordine delle migliaia di gradi. Spitzer è sensibile agli oggetti più freddi con temperature di appena centinaia di gradi. La visione a infrarossi di Spitzer penetra attraverso la polvere oscura per vedere le stelle incastonate in profondità nella nebulosa, così come stelle più deboli e meno massicce, che sono più luminosi nell'infrarosso che nella luce visibile. La nuova visualizzazione aiuta le persone a sperimentare come i due telescopi forniscono un'immagine più complessa e completa della nebulosa.

La visualizzazione fa parte di una nuova generazione di prodotti ed esperienze sviluppate dal programma Universe of Learning della NASA. Lo sforzo combina una connessione diretta con la scienza e gli scienziati delle missioni astrofisiche della NASA con l'attenzione alle esigenze del pubblico per consentire ai giovani, famiglie e studenti per tutta la vita per esplorare questioni fondamentali nella scienza, sperimentare come si fa la scienza, e scoprire l'universo da soli.

L'interpretazione tridimensionale è guidata dalla conoscenza scientifica e dall'intuizione scientifica. A partire dalle immagini bidimensionali di Hubble e Spitzer, Summers e Hurt hanno lavorato con esperti per analizzare la struttura all'interno della nebulosa. Per prima cosa hanno creato una superficie a luce visibile, e quindi una struttura sottostante delle caratteristiche dell'infrarosso.

Per dare alla nebulosa la sua sensazione eterea, Summers ha scritto uno speciale codice di rendering per combinare in modo efficiente le decine di milioni di elementi semitrasparenti del gas. Il codice personalizzato consente a Summers di eseguire questa e altre visualizzazioni su workstation desktop, piuttosto che su un cluster di supercalcolo.

Gli altri componenti della nebulosa sono stati isolati in livelli di immagine e modellati separatamente. Questi elementi includevano stelle, dischi protoplanetari, urti dell'arco, e il gas sottile di fronte alla nebulosa chiamato "il velo". Dopo il rendering, questi strati e la nebulosa gassosa vengono rimessi insieme per creare la visualizzazione.

Le strutture tridimensionali servono come approssimazioni scientificamente ragionevoli per immaginare la nebulosa. "La cosa principale è dare allo spettatore una comprensione esperienziale, in modo che abbiano un modo per interpretare le immagini dai telescopi, " ha spiegato Summers. "È davvero una cosa meravigliosa quando possono costruire un modello mentale nella loro testa per trasformare l'immagine bidimensionale in una scena tridimensionale".

Questo film dimostra la potenza dell'astronomia a più lunghezze d'onda. Aiuta il pubblico a capire come si fa la scienza, come e perché gli astronomi usano più regioni dello spettro elettromagnetico per esplorare e conoscere il nostro universo. Sta anche stuzzicando l'appetito degli astronomi per ciò che vedranno con il James Webb Space Telescope della NASA, che mostrerà dettagli molto più fini del più profondo, caratteristiche a infrarossi.

Ulteriori visualizzazioni e connessioni tra la scienza delle nebulose e gli studenti possono essere esplorate attraverso altri prodotti prodotti dall'Universo dell'apprendimento della NASA, come ViewSpace. ViewSpace è una mostra video attualmente in quasi 200 musei e planetari negli Stati Uniti. I visitatori possono andare oltre il video per esplorare le immagini prodotte dai telescopi spaziali con strumenti interattivi ora disponibili per musei e planetari.