Les couleurs sont-elles réelles ? — comment naissent ces images

C'est la question la plus fréquente posée à chacune de ces images : « Est-ce que cela ressemble vraiment à cela ? » La réponse honnête a deux moitiés. Non — aucun œil au monde ne voit une nébuleuse ainsi, elles sont bien trop peu lumineuses pour cela. Et oui — les couleurs ne sont pas une invention, ce sont les couleurs réelles des raies spectrales, simplement recueillies pendant des heures et non pendant le battement de paupière dont dispose un œil.

L'astuce : ne pas voir plus, mais voir plus longtemps

L'œil expose environ un dixième de seconde, puis il jette l'image et recommence. Une caméra, elle, a le droit d'additionner : des centaines de poses de 60 secondes deviennent des heures de lumière accumulée. À cela s'ajoute la seconde astuce venue de l'article sur l'hydrogène : les nébuleuses en émission envoient leur lumière presque entièrement dans quelques raies étroites. Un filtre qui ne laisse passer que ces raies exclut tout l'éclairage parasite d'une banlieue — et c'est précisément ce qui rend possibles ces images prises d'un jardin en lisière du Taunus.

Ce que la caméra fait autrement que l'œil

Le capteur couleur lui-même est d'ailleurs aveugle aux couleurs : il ne compte que des photons. La couleur naît de la matrice de Bayer — de minuscules filtres rouges, verts et bleus disposés en damier au-dessus des pixels. Et l'image somme brute serait encore presque noire pour un œil : la nébuleuse se trouve dans le dernier pour cent de la plage de valeurs. Seul l'étirement la fait entrer dans le visible — une amplification de la luminosité, pas une recoloration. Hα est rouge profond, [O III] est bleu-vert ; les images dilatent l'axe des luminosités, pas la teinte.

Quelques points qu'il faut savoir à ce sujet :

• Les « fausses couleurs » sont autre chose. De célèbres images de Hubble réattribuent trois raies en bande étroite aux canaux rouge/vert/bleu à neuf (soufre, hydrogène, oxygène — la « palette Hubble »). C'est une cartographie délibérée, pas une couleur naturelle. Les images de cette galerie, au contraire, conservent l'attribution naturelle : Hα dans le rouge, [O III] dans le bleu-vert.
• Ici, la couleur est une mesure, pas un goût. Là où le rouge passe au bleu-vert, l'état d'ionisation change physiquement — les dégradés de couleur de ces images sont des cartes de l'excitation, directement raccordables aux articles sur les fronts et les supernovae.
• Les galaxies exigent le chemin inverse. La lumière stellaire est un continuum sur toutes les longueurs d'onde — un filtre duo-bande éteindrait presque une galaxie. M 31 et M 33 sont donc réalisées en large bande ; seules leurs régions H II profitent de la bande étroite.
• Ce qui est laissé de côté est aussi honnêtement documenté. Le traitement que les images de cette galerie ont subi — calibration, empilement, retrait des gradients, étirement — figure pour chaque entrée dans la section « Prise de vue et traitement ». L'exigence : renforcer ce qui est là, ne rien peindre par-dessus.
• Et visuellement ? Dans l'oculaire du télescope, les nébuleuses brillantes montrent un gris-vert pâle — l'œil adapté à l'obscurité est le plus sensible à [O III] et presque aveugle au rouge profond. Qui a vu une fois les Dentelles du Cygne visuellement avec un filtre [O III] le sait : ce gris-vert a lui aussi sa magie.

Sous notre propre ciel

Quatre images, quatre affirmations sur la couleur :

WR 136

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Melotte 15IC 1795Stock 7BRC 5HD 15558

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LDN 933SNR G084.2-00.8

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NGC 604M 33 KernIC 143NGC 592NGC 595IC 142

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Pour aller plus loin

• Astrophotographie — techniques et histoire (Wikipédia).
• Filtre de Bayer — comment une puce aveugle aux couleurs voit les couleurs (Wikipédia).
• H-alpha — la raie qui donne aux nébuleuses leur rouge (Wikipedia).
• Pollution lumineuse — l'adversaire contre lequel les filtres se dressent (Wikipédia).