Beteigeuze in Falschfarben, ist das üblich?

Nehmen Sie zuerst das ursprüngliche Beteigeuze-Bild von ALMA und entfernen Sie die roten und grünen Kanäle. Erhöhen Sie dann die Helligkeit des blauen Kanals um das 10- bis 20-fache, und viele Details kommen zum Vorschein.

Dies ist das resultierende Bild, das vom Original reproduziert werden kann .

Wenn Sie in das Bild hineinzoomen, werden Sie winzige konzentrische "Wellen" bemerken.Blauverschobenes Licht bezeichnet hochenergetische Teilchen (im Gegensatz zur Rotverschiebung).

Meine Hypothese (ich bin kein Astronom!) ist, dass wir Hintergrundstrahlung sehen, während der Stern selbst den Hintergrund verdeckt.Die Wellen würden dann eine Gravitationsbiegung anzeigen, wenn diese schweren Teilchen die überdehnte Korona des Sterns durchqueren.

Gibt es eine akzeptierte Hypothese über diese Artefakte?

BEARBEITEN :

Der innere Ring aus Pixel-Chaos um den schwarzen Fleck ist außerhalb des Farbumfangs und somit "ungültige Daten". Die Wellen befinden sich innerhalb der Korona und schließlich sind die äußeren Teile des Bildes relativ unbeeinflusste Hintergrundstrahlung von anderen Objekten. Es gibt KEINE ARTEFAKTE auf den R- und G-Kanälen.

Dieses Bild zeigt, was ich mit "Wellen" meine:Zoomen in das ALMA-Bild

Als Gegenargument für mich selbst zeige ich dieses neuere Bild von SPHERE mit ähnlichen Artefakten. Vielleicht sollte ich zu dem Schluss kommen, dass die High-Level-Struktur real ist , während die Low-Level-Strukturen Artefakte sind, die dadurch verursacht werden, dass das Messinstrument selbst seine Empfindlichkeitsstufen erreicht.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

PS: Ich habe diese Frage auch auf reddit gepostet .

BEARBEITEN : Histogramm des blauen Kanals

So sehen Sie die Farbinformationen des blauen Kanals. Ich benutze Krita, das keineswegs ein wissenschaftliches Werkzeug ist, aber seine sofortige Anwendung hilft.

Laden Sie das Bild vom obigen ESO-Quelllink herunter (es ist das 91,6 MB große Original-TIFF-Bild in voller Größe).

Gehen Sie dann in Krita zu "Filter > Anpassen > Farbanpassungskurven ...". Wählen Sie in der Kanal-Dropdown-Liste „B“ und beobachten Sie das folgende Bild:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich habe die interessante Zone mit ROT hervorgehoben. Auf dem Hintergrund sehen Sie ein Histogramm und dass Farbinformationen nur ganz links zwischen den Balken vorhanden sind. Alle anderen Intensitäten (vielleicht Bytewert 10 und höher?) kommen im Bild nicht vor.

Ganz rechts befindet sich eine kaum sichtbare Population von "Bytewert 255 Pixel", das sind die Pixel außerhalb des Farbumfangs.

Um diese Pixel zu sehen, ziehen Sie den Knopf in der oberen rechten Ecke nach links, sodass die Kurve zwischen den beiden roten Balken, die ich gezeigt habe, steil von 0 bis 255 verläuft. Dadurch wird die Intensität um den Faktor 10 oder 20 vergrößert und sehr schwache Pixel einem helleren Blau zugeordnet.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das hochgeladene Bild (zweiter Link oben) ist das resultierende Bild dieses Prozesses. Es gibt KEINEN GENAUEN ORT, von dem ich spreche. Es ist eine Aura rund um den schwarzen Fleck in der Mitte.

Haben Sie in Betracht gezogen, dass diese Streifen ein Artefakt der ursprünglichen Abbildung sind ...
Hast du dasselbe in den anderen Bands versucht? Ich fürchte, Sie werden ähnliche Muster sehen. Es ist nur Rauschen, und nur weil Sie blaues Licht sehen, bedeutet das nicht unbedingt, dass es blau_verschoben_ ist. Wie jedes andere massive Objekt verursacht Beteigeuze eine Gravitationsablenkung, aber so weit vom Stern entfernt ist es nicht beobachtbar (und würde nicht zu konzentrischen Ringen führen und das Licht nicht blauverschieben). Da Beteigeuze im Vergleich zu seiner Masse so groß ist, ist die Oberflächengravitation fast zwei Größenordnungen kleiner als die unserer Sonne.
@RoryAlsop tut mir leid, ich kann nicht. Ich habe keine Ahnung, wo die Grenzen der Hardware liegen. Als CS habe ich Grundkenntnisse in Bildverarbeitung, bin aber keineswegs darauf spezialisiert! Ich denke (habe aber KEINEN BEWEIS), dass hochfrequente Artefakte (1-3 Pixel Durchmesser) auf Rauschen und Bildentropie zurückzuführen sind, aber niedrigere Frequenzen (4+ Pixel) davon zunehmend weniger betroffen sind.
@pela Ich habe es versucht, die Originalbilddaten haben keine solchen Artefakte in den R- und G-Kanälen. Eine Analyse des Histogramms zeigt, dass nur sehr sehr schwache blaue Pixel diese Struktur darstellen. Ich stimme der Farbe und dem Rest zu, also was sind das für Wellen? Ich werde ein weiteres Bild hochladen, um klarer zu machen, was ich mit "Wellen" meine. Hat die Dichte der Korona deutliche Stufen? Oder sind das überlappende Schalen? Moment mal, ich bereite das neue Image vor...
@pela Bitte schau dir das neue Bild an. Vielen Dank für Ihre Zeit!
AFAIK das Originalbild ist monochrom. Es gibt keine Farbinformationen. Alle Artefakte, die Sie sehen, haben also etwas damit zu tun, wie die Falschfarbentabelle eingerichtet wurde.
Ich denke, Ihre eigene Schlussfolgerung ist richtig, nämlich dass das " Messinstrument selbst seine Empfindlichkeitsstufen trifft ". Der Abstand zwischen den Wellen ist viel kleiner als die Auflösung des Bildes, also kann es nichts Physisches "da draußen" sein, sondern muss vom Instrument verursacht werden.

Antworten (2)

Dies ist nur eine teilweise und vielleicht vorübergehende Antwort, die veröffentlicht wurde, um der Sache auf den Grund zu gehen. Ich denke, dass die Kommentare korrekt sind, Sie sehen wahrscheinlich ein Artefakt der Bildmanipulation und die Originaldaten sind nur eine 2D-Intensitätskarte.

Ich habe das Originalbild unter https://cdn.eso.org/images/screen/potw1726a.jpg heruntergeladen , zurück in .png konvertiert und in Python mit matplotlib und numpy analysiert. Im Moment sehe ich diese mysteriösen Ringe nicht, aber wenn Sie Pixelkoordinaten aus dem Originalbild bereitstellen und mehr erklären könnten, wie Sie die Ringe sichtbar gemacht haben, wäre das großartig!

Bildaufteilung in drei Farbkanäle:

Bildaufteilung in drei Farben

Linienscans in x und y durch Mitte und Maximum:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Gleich, aber multipliziert mit 256 (8 Bit pro Kanal) und auf einer logarithmischen Skala aufgetragen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Streudiagramm von G und B gegenüber R zeigt, dass diese korreliert sind. Wir sehen uns wahrscheinlich nur künstliche Färbungen aus einer Tabelle an, nicht verschiedene Datenkanäle. Auch hier könnte es ähnlich laufen .

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

fname = 'Betelgeuse in false colors.png'

img = plt.imread(fname)
print(img.shape)

if True:
    plt.figure()
    plt.subplot(2, 2, 1)
    plt.imshow(img)
    plt.title('RGB')
    for i , char in enumerate('RGB'):
        plt.subplot(2, 2, i+2)
        plt.imshow(img[..., i], cmap='gray', vmin=0, vmax=1)
        plt.title(char + ' channel', fontsize=16)
    plt.show()

rgbx_cen = img[640]
rgbx_570 = img[570]

rgby_cen = img[:, 640]
rgby_570 = img[:, 520]

things = rgbx_cen, rgbx_570, rgby_cen, rgby_570
names  = 'rgbx_cen', 'rgbx_570', 'rgby_cen', 'rgby_570'

if True:
    plt.figure()
    for i, (thing, name) in enumerate(zip(things, names)):
        plt.subplot(2, 2, i+1)
        r, g, b = thing.T[:3]
        print(r.shape, g.shape, b.shape)
        plt.plot(r, '-r')
        plt.plot(g, '-g')
        plt.plot(b, '-b')
        plt.title(name, fontsize=16)
    plt.show()

if True:
    plt.figure()
    for i, (thing, name) in enumerate(zip(things, names)):
        plt.subplot(2, 2, i+1)
        r, g, b = thing.T[:3]
        print(r.shape, g.shape, b.shape)
        plt.plot(255*r, '-r')
        plt.plot(255*g, '-g')
        plt.plot(255*b, '-b')
        plt.yscale('log')
        plt.title(name, fontsize=16)
    plt.suptitle('scaled 0 to 255', fontsize=16)
    plt.show()

if True:
    r, g, b = [x.flatten() for x in np.moveaxis(img, 2, 0)[:3, ::8, ::8].copy()]
    plt.figure()
    plt.subplot(1, 2, 1)
    plt.plot(r, g)
    plt.title('green vs. red')
    plt.subplot(1, 2, 2)
    plt.plot(r, b)
    plt.title('blue vs. red')
    plt.show()
Ich komme gerade von der Arbeit zurück und habe keine Zeit, Ihre Antwort gründlich zu lesen, aber ich werde es sicherlich sehr bald tun! Also vielen Dank für die Zeit, die Sie sich genommen haben, um zu antworten. In der Zwischenzeit wiederhole ich den Link, der ganz am Anfang meiner Frage steht: eso.org/public/images/potw1726a Auf dieser Seite rechts befindet sich das Original-TIFF-Bild ("Original in voller Größe"). Ich verlinke nicht die Datei selbst, sondern die Seite wegen Namensnennung. Dies sollten die ursprünglichen ESO-Daten in einem verlustfreien 100-MB-Format sein. Hoffe das hilft und ich melde mich bald wieder!
Ich habe eine Anleitung zum Reproduzieren des Bildes hinzugefügt. Die Quelle ist ein verlustfreies TIFF mit 4800 x 4800 Pixeln. Ich denke, es ist weitaus besser als ein JPG, das sofort so hohe Entropie / niedrige Informationen durch Komprimierung entfernen würde. Wenn Sie weitere Informationen benötigen, habe ich weitere Informationen!
@pid okay ich sehe die Bearbeitung. Werde ich mir sobald wie möglich anschauen, danke!
Ich akzeptiere diese Antwort, da der B-Kanal zeigt, dass das von mir verwendete Bild Mängel aufweist. Wahrscheinlich ist es nur ein Float / Int- oder 16> 8-Bit-Konvertierungsfehler.

Was auch immer diese winzigen Artefakte verursacht, es ist nicht astrophysikalisch. Das von ALMA erhaltene Bild ist monochrom , dh es wird über einen einzelnen Frequenzkanal (4 GHz Breite bei 338 GHz – siehe O'Gorman et al. 2017 , woher das Originalbild stammt) erhalten.

Die Intensitätskarte wurde dann unter Verwendung einer Farbtabelle für den öffentlichen Gebrauch koloriert.

Um eine räumliche Struktur herzustellen, sollten Sie alle Farbinformationen wegwerfen und die Gesamtintensität betrachten.

Dort gibt es eine echte Struktur, die höchstwahrscheinlich mit Variationen in der Temperatur- und Dichtestruktur in der äußeren Atmosphäre des Sterns zu tun hat. Jede reale Struktur hat keine scharfen Kanten oder feinen Details, da jedes Detail durch die räumliche Auflösung verwischt wird, die eine Breite von etwa 20 % der Scheibe des Sterns hat (dh die Scheibe wird effektiv durch etwa 5x5 unabhängige Helligkeitsmessungen abgetastet ).