Nuove tecniche vengono utilizzate per trasformare le immagini del telescopio spaziale Hubble in spettacolari visualizzazioni 3D dell’Universo.
Oggi il telescopio spaziale Hubble – affettuosamente noto come “il nostro occhio sull’universo” – celebra 30 anni in orbita attorno alla Terra.
Per l’occasione, gli astronomi hanno rilasciato un’immagine speciale di due nebulose, queste giacciono all’interno di una galassia periferica della Via Lattea chiamata la Grande Nuvola Magellanica.
È quello che si avvicina di più ad un regalo di compleanno per Hubble.
Ma quest’anno c’è un secondo regalo, perché ad accompagnare l’immagine è stata realizzata anche una sua “elaborazione in 3D” – che offre l’incredibile sensazione di fluttuare nello spazio per vedere ciò che Hubble ha visto di prima mano.
Mentre l’immagine proviene dalla fotocamera principale di Hubble. La sua rappresentazione 3D è il risultato ottenuto da settimane di lavoro di un team specializzato presso lo Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimora, negli Stati Uniti.
Il team guidato da Greg Bacon e il Dr.Frank Summers ha trasformato molte delle immagini più impressionanti di Hubble in visualizzazioni 3D: dalla spettacolare Nebulosa di Orione alla favolosa Whirlpool Galaxy e all’eterea Nebulosa Testa di Cavallo.
Una nebulosa è una gigantesca nuvola di polvere e gas nello spazio. Alcune nebulose provengono dal gas e dalla polvere espulsa quando una stella morente esplode. Altre sono regioni in cui iniziano a formarsi nuove stelle.
“Ci sono diverse ragioni importanti per cui realizziamo queste visualizzazioni: rendono vive le immagini di Hubble, mostrano la struttura 3D degli oggetti astronomici e sono visivamente avvincenti con un fascino diffuso ben oltre il pubblico attento alla scienza”, afferma l’astronomo Dr.Frank Summers.
“La nostra speranza è che il pubblico non solo si meraviglierà degli splendori del cosmo, ma svilupperà anche intuitivamente un modello mentale più scientifico dell’Universo.”
Dietro le quinte
Una delle visualizzazioni più sconvolgenti porta lo spettatore in un viaggio straordinario, volando attraverso l’Universo per assistere a quasi 13 miliardi di anni di evoluzione cosmica.
Per quanto incredibile sembri, tutte le centinaia e migliaia di galassie che vedi in questa visualizzazione provengono da una singola immagine presa da Hubble.
Si chiama “Hubble Ultra Deep Field” ed è stato creato quando Hubble ha fissato una piccola macchia di cielo per l’equivalente di più di 11 giorni per vedere alcune delle galassie più distanti mai osservate.
Per effettuare la visualizzazione, il team ha ritagliato 5.333 galassie dall’immagine di Hubble e poi ha estrapolato la distanza di ciascuna galassia (usando misure di “spostamento verso il rosso”) e le ha posizionate con cura una per una in uno spazio 3D virtuale.
La scala della distanza è stata compressa da un fattore di qualche centinaio per rendere fattibile il fly-through. Ma a parte questo, è un’autentica rappresentazione 3D dell’immagine di Hubble.
Secondo il dott. Frank Summers: “La grande crescita dei computer, insieme al software di grafica per i film, ha contribuito ad alimentare la nostra espansione di visualizzazioni astronomiche. Ora possiamo gestire immagini e set di dati molto più grandi, nonché rendere complesse scene ad alta risoluzione che sarebbe stato impossibile prima. Inoltre, potremo cavalcare le costanti investimenti in software costosi fatti per la finzione e la fantasia, quindi utilizzare le parti appropriate di quei pacchetti per scopi scientifici “.
I Pilastri della Creazione in 3D
Ogni visualizzazione di Hubble comporta una serie unica di sfide. Un buon esempio è la visualizzazione scientifica in 3D dell’immagine probabilmente più iconica di Hubble e una delle grandi meraviglie celesti della Via Lattea: i magnifici Pilastri della Creazione.
È stato prodotto per Horizon dagli specialisti della visualizzazione presso l’Osservatorio europeo meridionale (Eso) e accompagna lo spettatore in un viaggio esilarante: volare a 100 anni luce in una gigantesca nuvola di polvere e gas chiamata Nebulosa Aquila. Una volta raggiunti i Pilastri della Creazione, la vista passa a infrarossi, rivelando le stelle embrionali all’interno delle colonne di gas.
Hubble ha recentemente osservato i Pilastri nel 2014 in luce visibile e infrarossa. Per mostrare il paesaggio circostante della nebulosa, gli specialisti della visualizzazione Luís Calçada e Martin Kornmesser hanno scelto di integrare le immagini di Hubble con altre osservazioni – dall’Osservatorio La Silla in Cile e dall’indagine digitale sul cielo.
Il primo lavoro nella creazione della visualizzazione è stato quello di costruire una rappresentazione 3D della Nebulosa Aquila. Per fare ciò, il team ha prima rimosso le stelle dalle immagini, quindi ha estratto le numerose forme e strati della nebulosa, prima di riassemblare questi “ritagli” nello spazio 3D.
Simile a erigere uno scenario su un palcoscenico teatrale, con la differenza che questo palcoscenico si estende su 100 anni luce di superficie!
“Questo è un processo molto intuitivo: giudicare visivamente quali strati di gas sono in primo piano, quali sono lo sfondo, come interagiscono con la luce delle stelle al suo interno”, afferma Luís Calçada.
