Begini Cara Ilmuwan Mewarnai Foto Hasil Teleskop Hubble

Teleskop Hubble merupakan salah satu dari empat observatorium yang mengorbit bumi saat ini (23 Juli ’20). Keempat teleskop tersebut yaitu:

Teleskop Luar Angkasa Hubble (Hubble Space Telescope)
Observatorium Sinar Gamma Compton (Compton Gamma Ray Observatory)
Observatorium Sinar X Chandra (Chandra X-ray Observatory)
Teleskop Luar Angkasa Spitzer (Spitzer Space Telescope)

Keempat observatorium tersebut secara berurutan digunakan untuk mengamati sinar ultraungu-sinar tampak-sinar inframerah, sinar gamma, sinar X, dan sinar inframerah.

Hanya teleskop Hubble yang mampu mengamati cahaya tampak. Foto-fotonya sudah sangat merebak dan berhamburan di dunia maya. Lantas seberapa akurat warna dari hasil foto-fotonya? Kita akan mengupas bagaimana ilmuwan memproses foto dari teleskop Hubble. Tapi sebelum itu, kita perlu melihat sekilas tentang spektrum elektromagnetik.

Table of Contents

Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Spektrum gelombang elektromagnetik adalah rentang dari semua jenis radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik yang paling kita kenal adalah cahaya tampak. Teleskop hubble dapat menangkap cahaya tampak dengan sedikit cahaya ultraungu dan inframerah, seperti pada gambar berikut.

Mari kita ulas lebih dekat mengenai teleskop luar angkasa Hubble ini.

Teleskop Luar Angkasa Hubble

Teleskop Hubble adalah salah satu observatorium yang mengorbit bumi. Observatorium adalah tempat untuk mengamati langit yang dilengkapi dengan peralatan khusus. Teleskop ini diluncurkan pada 24 April 1990, artinya sudah berumur sekitar 30 tahun saat tulisan ini dibuat (23 Juni 2020).

Semua foto hasil teleskop Hubble yang kamu lihat di internet semuanya berawal dari hitam putih. Bahkan sebenarnya, teleskop Hubble bahkan tidak dibekali kamera berwarna sama sekali. Namun, teleskop ini dibekali dengan filter khusus yang membuatnya dapat menangkap cahaya dalam rentang spektrum tertentu.

Lalu dari mana warna yang kita lihat di foto-foto hasil teleskop ini di internet?

Hasil tangkapan Hubble dengan spektrum merah, hijau, dan biru masing-masing akan dikirim ke bumi dalam bentuk hitam putih. Kemudian warna akan ditambahkan sesuai dengan spektrumnya, yakni warna merah untuk hasil spektrum merah dan begitu pula untuk hijau dan biru. Kemudian hasilnya disatukan menjadi gambar dengan warna utuh.

Misalnya, teleskop Hubble mengambil gambar planet Jupiter dengan menangkap cahaya berspektrum merah, hijau, dan biru sebagai berikut.

Namun yang jadi masalah adalah bahwa teleskop Hubble tidak selalu menangkap cahaya berspektrum merah, hijau, dan biru.

Pemfilteran Narowband (Pita tipis)

Saat suatu unsur melepaskan panas, umumnya ia akan memancarkan cahaya dengan frekuensi yang unik. Misalnya Hidrogen yang cenderung memancarkan warna merah atau ion Oksigen yang cenderung berwarna hijau kebiruan, dan sebagainya. Maka dari itu, Hubble dapat menangkap cahaya pada frekuensi tertentu saja untuk mendeteksi adanya unsur tertentu. Teknik untuk menangkap cahaya pada frekuensi tertentu seperti ini disebut pemfilteran Narrowband, dan umumnya digunakan untuk mendeteksi unsur tertentu.

Namun, saat ingin mendeteksi suatu unsur seperti ini, tentu cahaya yang ditangkap bukanlah cahaya dengan spektrum dasar merah-hijau-biru, melainkan spektrum yang sesuai dengan unsur yang diamati. Perhatikan contoh berikut.

Pewarnaan foto nebula kepiting Copyright: NASA/STScl

Pada contoh di atas, Hubble menangkap spektrum cahaya dari 3 unsur, yakni Oksigen terionisasi, Sulfur terionisasi, dan Oksigen netral. Oksigen terionisasi memancarkan warna asli yakni hijau-kebiruan, Sulfur terionisasi memancarkan warna asli yakni merah-inframerah, dan Oksigen netral memancarkan warna asli yakni jingga.

Akan tetapi, jika kita gunakan ketiga warna asli tersebut dan memadukannya, hasil gabungan ketiga warna tersebut (hijau-kebiruan, merah-inframerah, jingga) hasilnya tidak akan menghasilkan warna yang seimbang. Apalagi terdapat inframerah di dalamnya, tentu kita tidak bisa menggambarkan warnanya seperti apa bukan?. Maka dari itu, dilakukan perwakilan warna.

Perwakilan Warna

Ketiga warna asli tersebut akan diwakilkan dengan warna lain alias diubah dari warna aslinya. Dalam kasus di atas, perwakilannya sebagai berikut:

Warna hijau-kebiruan dari Oksigen terionisasi diwakilkan dengan warna merah.
Warna merah-inframerah dari Sulfur terionisasi diwakilkan dengan warna hijau.
Warna jingga dari Oksigen netral diwakilkan dengan warna biru.

Dengan begitu, kita akan mendapatkan warna merah, hijau, dan biru dan mendapatkan hasil warna yang netral.

Kamu pun dapat mencoba menggabungkannya sendiri, seperti contoh berikut.

spektrum gabung jupiter — Penggabungan warna RGB menjadi warna utuh

Dengan cara seperti ini, kita memang tidak akan mendapatkan warna yang akurat. Namun, dengan cara yang seperti ini, kita dapat membaca keberadaan suatu unsur tertentu dalam gambar. Perhatikan foto berikut.

pillars of creation — Copyright: NASA/ESA/STScI/AURA

Foto diatas memiliki perwakilan warna sebagai berikut.

Warna merah mewakili Sulfur
Warna hijau mewakili Hidrogen dan Nitrogen
Warna biru mewakili Oksigen

Dengan begitu, jika kita lihat kembali foto tersebut, kita bisa tahu bahwa semakin biru warnanya maka kandungan oksigennya semakin banyak, begitu pula dengan dua warna lainnya. Jika kamu mencari foto “Pillars of creation” di Google, kamu akan mendapati foto yang sama namun warna yang berbeda-beda. Hal ini terjadi karena foto tersebut bertujuan untuk mengidentifikasi unsur yang berbeda-beda.

Kamu juga bisa membaca tentang warna bintang di artikel “Kenapa Tidak Ada Bintang Berwarna Ungu dan Hijau?” berikut.

Kenapa Tidak Ada Bintang Berwarna Ungu dan Hijau?

Kesimpulan

Teleskop luar angkasa Hubble dapat menangkap cahaya tampak, akan tetapi tidak dapat memproses warna secara langsung. Saat mengambil gambar, teleskop ini akan menangkap cahaya dalam berbagai spektrum (dengan hasil hitam-putih), lalu ilmuwan di bumi akan memberinya warna dan menggabungkannya. Namun, warna foto hanya akan benar-benar akurat jika Hubble menangkap spektrum warna merah, hijau, dan biru.

Di sisi lain, Hubble pun tidak jarang merilis foto yang tak menggunakan ketiga warna dasar tersebut saat menangkap cahaya, melainkan warna spektrum unsur tertentu yang kemudian diwakilkan dengan warna dasar seperti pada foto nebula kepiting dan Pillars of Creation di atas, dan juga pada foto nebula gelembung berikut.

pewarnaan hubble — Pewarnaan foto nebula gelembung Copyright: NASA and STScI

Sumber dan Referensi: