Pourquoi y a-t-il une bande noire dans les images Hubble de Pluton?

En lisant des reportages sur le misson de New Horizons , j'ai remarqué une étrange bande noire verticale dans les images de Pluton.

Voici un exemple: Source: Hubble découvre un cinquième Pluton en orbite autour de Pluton (07.11.12). Crédit: NASA; ESA; M. Showalter, Institut SETI

Pourquoi cette bande noire est-elle là?

Cette photographie est un composite de deux images prises avec des temps d'exposition différents .

Pour être correct, nous devons dire que l'exposition des deux photographies est différente, c'est-à-dire que la photo extérieure a été créée en absorbant plus de lumière. Dans ce cas, nous pouvons supposer que le rapport focal (dérivé de l'ouverture de l'objectif de Hubble) et la luminance de la scène (la quantité de lumière se déplaçant dans la direction de l'objectif) sont identiques pour les deux photographies, ce qui ne laisse que le temps d'exposition comme libre variable quand il s'agit de déterminer l' exposition .

Cela est nécessaire car nous photographions des objets avec une luminosité très différente. Pour Pluton, un temps d'exposition relativement court est nécessaire, mais ses lunes réfléchissent beaucoup moins de lumière et auraient besoin d'un temps d'exposition plus long pour être visibles. Tant que le capteur est exposé, Pluton continuera d'augmenter sa luminosité au point de se délaver. Les objets qui sont beaucoup plus lumineux deviennent surexposés, ce qui entraîne une perte de détails et de fidélité, connus sous le nom de hautes lumières éclatées en photographie. Dans notre cas, Pluton se transformerait en un point blanc uni par rapport à l'image plus détaillée qui est maintenant possible. Vous pouvez faire un parallèle avec des images en fausses couleurs rendues à partir de l'infrarouge: ce composite n'est pas ce que l'œil humain verrait s'il était capable de capter ce niveau de lumière et de détails.

Dans une autre image Hubble, la NASA a expliqué la raison pour laquelle l'imagerie composite est utilisée:

Il s'agit d'une image composite car une seule exposition de l'arrière-plan stellaire, de la comète Siding Spring et de Mars serait problématique. Mars est en réalité 10 000 fois plus lumineuse que la comète, elle ne pouvait donc pas être correctement exposée pour montrer les détails de la planète rouge. La comète et Mars se déplaçaient également l'un par rapport à l'autre et ne pouvaient pas être imagés simultanément en une seule exposition sans que l'un des objets ne soit flou. Hubble a dû être programmé pour suivre la comète et Mars séparément dans deux observations différentes.

Source: Hubble voit la comète près de Mars

Des temps d'exposition très longs sont souvent nécessaires, car relativement peu de lumière provient de planètes et d'étoiles éloignées. Comme le site Web Hubble l'explique pour ses images Deep Fields :

Hubble a fait une série d'observations très profondes prises dans des parties très sombres du ciel. Comme avec une exposition longue sur un appareil photo numérique, ces prises de vue à longue exposition (jusqu'à plusieurs semaines) révèlent des détails très faibles qui ne sont normalement pas visibles dans des expositions plus courtes.

Source: "Quels sont les champs profonds de Hubble?", FAQ Spacetelescope.org .

Wikipedia résume un article de Robert E. Williams et de l'équipe HDF , "Le champ profond de Hubble: observations, réduction des données et photométrie de la galaxie" comme suit:

Entre le 18 décembre et le 28 décembre 1995 - période pendant laquelle Hubble a fait orbite autour de la Terre environ 150 fois - 342 images de la zone cible dans les filtres choisis ont été prises. Les temps d'exposition totaux à chaque longueur d'onde étaient de 42,7 heures (300 nm), 33,5 heures (450 nm), 30,3 heures (606 nm) et 34,3 heures (814 nm), divisés en 342 expositions individuelles pour éviter des dommages importants aux images individuelles par cosmique les rayons, qui provoquent l'apparition de stries lumineuses lorsqu'ils heurtent les détecteurs CCD. Dix autres orbites de Hubble ont été utilisées pour effectuer de courtes expositions de champs adjacents afin de faciliter les observations de suivi par d'autres instruments.

Source: Hubble Deep Field , Wikipedia, récupéré le 09/12/2014

Pluton lui-même est si brillant que Charon ne serait pas visible dans l'image s'il était exposé de manière à montrer les lunes restantes. De même, les lunes restantes sont si faibles qu'elles ne sont pas visibles dans une image qui résout Charon. Ainsi, la photo que vous voyez est un composite de deux techniques de traitement d'image: l'une conçue pour mettre en valeur Charon et l'autre conçue pour mettre en valeur les lunes restantes.

Je suis sûr que la bande est là car les deux sections de l'image ont des contrastes différents. Pluton et Charon sont si brillants par rapport à Nix, Hydra, P4 et P5 que pour avoir un contraste, vous ne pourriez soit (a) pas voir les quatre plus petits, ou (b) laver totalement l'image avec la lumière de les deux plus brillants. Nous superposons donc simplement deux images à des luminosités différentes (ou gains, je suppose).

Sans connaissance de cette image particulière, je suis presque sûr que c'est à cause de l'utilisation d'un Coronagraph . L'une d'une série de méthodes différentes pour bloquer ou détourner ou déphaser ou d'une autre manière se débarrasser de la lumière indésirable réfléchie par Pluton et Charon qui aveuglerait le détecteur de lumière de la lumière beaucoup plus faible réfléchie par ses minuscules lunes.

Ce lien sur le coronographe sur Hubble est bien au-delà de moi, mais peut-être qu'il est utile à quelqu'un: