Astronomie

Voie lactée vue par l'œil humain : d'où viennent exactement ces photons ?

Voie lactée vue par l'œil humain : d'où viennent exactement ces photons ?

Je demande ici au sujet de la lueur diffuse vu par l'œil humain, en regardant la Voie lactée.

D'où viennent exactement ces photons visibles ?

  • la surface d'une étoile ?
  • la lumière des étoiles rebondit sur quelque chose (de la poussière ou une molécule) ?
  • émis par les gaz dans le milieu interstellaire ?
  • Tout ce qui précède?

Je crois que la réponse est principalement la première (directement des étoiles), bien qu'il y en aura certainement quelques-unes de chacune des autres. La diffusion vient du fait qu'il y a beaucoup plus d'étoiles relativement faibles que de bâtonnets dans la rétine de l'œil humain. Mon argument est que les photographies agrandies de la plupart de la Voie lactée au moins, se décomposent en étoiles individuelles, comme le montre cette image d'astropixels.com


Comment voir la chose la plus éloignée que vous puissiez voir

Par : Bob King 9 septembre 2015 11

Recevez des articles comme celui-ci dans votre boîte de réception

Pas à pas, nous explorons les choses les plus lointaines visibles à l'œil nu, de l'étoile la plus lointaine aux arrière-pays de la galaxie d'Andromède.

Saturne, la planète à l'œil nu la plus éloignée et la plus brillante, se trouve à 950 millions de kilomètres de la Terre à la mi-mois.
Efrain Morales

Chaque fois que je montre la planète Saturne au public et que je leur dis qu'elle est à près d'un milliard de kilomètres, ils sont consternés. Il ne semble pas possible de voir si loin. Et pourtant, à cette distance, nous sommes à peine sortis, cosmiquement parlant. L'œil nu peut faire bien plus.

De retour sur Terre, nous avons la chance de voir au-delà de 20 km au niveau de la mer en raison de la brume, de la poussière et de la courbure de la Terre qui nous gênent. Pour regarder plus loin, il faut aller plus haut. Du sommet du mont. Everest, il est théoriquement possible de voir 210 miles (339 km) à l'horizon.

Mais une fois que nous levons le regard, nous voyons facilement la station spatiale la nuit à 250 milles de hauteur, le bord de l'ovale auroral à 500 milles, la Lune à 240 000 milles, et bien sûr les planètes - jusqu'à Saturne - avec le nu œil. Les nuits sombres, certains parviennent même à jeter un coup d'œil à Uranus sombre à 1,7 milliard de kilomètres.

Lorsque nous quittons le système solaire pour sonder les profondeurs étoilées, les distances énormes jusqu'aux étoiles rendent l'utilisation des miles et des kilomètres encombrante. Les astronomes préfèrent année-lumière, la distance parcourue par la lumière en un an se déplaçant à 186 000 miles par seconde (300 000 km/sec).

L'année-lumière n'est pas seulement un moyen plus pratique de décrire les distances, elle donne également un indice sur le temps que la lumière a parcouru pour atteindre nos yeux. Cette échelle commence près de chez nous mais nous emmène jusqu'à la galaxie d'Andromède, l'objet le plus éloigné que la plupart des gens peuvent voir à l'œil nu.
Bob le roi

Puisqu'il y a environ 31 536 000 secondes dans une année, cela correspond à un peu moins de six mille milliards de kilomètres en un an - une distance bien au-delà des planètes et des astéroïdes les plus éloignés, mais seulement un quart du chemin du système stellaire le plus proche au-delà du Soleil, Alpha Centauri.

L'utilisation des années-lumière nous permet également d'apprécier plus pleinement l'immensité de l'univers. Lorsque nous regardons Alpha Centauri, nous voyons la lumière qui a quitté l'étoile il y a 4,4 ans et a traversé un gouffre spatial de 26 000 milliards de kilomètres de large avant de finalement toucher nos rétines.

Deneb, qui dirige la Croix du Nord ou marque la queue du Cygne, est l'une des étoiles intrinsèquement les plus brillantes du ciel. Située à environ 1 550 années-lumière, la lumière que vous voyez ce soir est partie de son voyage vers la Terre vers 465 après JC lors du sac de Rome.

Trois des étoiles à l'œil nu les plus éloignées apparaissent les unes à côté des autres dans le ciel du nord les nuits d'automne : Mu et Nu Cephei et Rho Cassiopeiae, peut-être l'étoile la plus éloignée visible sans aide optique.
Stellarium

Mais la distance de Deneb pâlit à celle des étoiles les plus éloignées visibles à l'œil nu. Plusieurs des plus éloignés sont facilement visibles depuis les banlieues extérieures et la campagne les nuits d'automne dans le ciel du nord. Si vous tournez votre regard vers le W familier de Cassiopée, vous trouverez le point de lumière faible Rho Cassiopée 2,5° à l'ouest de Beta. Actuellement à une magnitude de +4,7, rien dans son apparence visuelle n'offre un indice sur la vraie nature de l'étoile.

Le Soleil se réduit à un disque minuscule à côté de l'énormité qu'est Rho Cassiopeiae. L'étoile, 450 fois plus grosse que notre Soleil, est un candidat probable pour devenir une supernova dans les 50 000 prochaines années. Cliquez sur l'image pour en savoir plus sur cette incroyable boule de feu nucléaire.
Gauloiq / Wikipédia English

Pourtant, d'après une étude minutieuse de sa lumière, nous savons que Rho est une étoile hypergéante rayonnant 550 000 fois plus de lumière que le Soleil avec une circonférence 40 % plus grande que l'orbite de Mars ! En effet, c'est la raison pour laquelle nous pouvons le voir à l'œil nu en première place malgré sa distance spectaculaire de 8 200 années-lumière.

Proche Mu Cephei, mieux connu sous le nom de "Garnet Star", et Nu Cephei (magnitudes +3,9 et +4,3 respectivement), sont deux grandes supergéantes visibles depuis des royaumes éloignés de la galaxie de la Voie lactée. Pouvons-nous aller plus loin ?

Bien sûr! Il suffit de presser un groupe d'étoiles dans une boule appelée amas d'étoiles globulaire et vos yeux peuvent télescoper sur 25 000 années-lumière. Le plus grand amas globulaire de la Voie lactée, Oméga Centaure, visible depuis l'extrême sud des États-Unis et pointe vers le sud, regroupe 10 millions d'années-lumière dans un essaim sphérique de 150 années-lumière de large à quelque 15 000 années-lumière. À la magnitude 4, l'amas est clairement visible à l'œil nu sous la forme d'une tache de brume rougeoyante presque aussi grosse que la Pleine Lune.

Globulaires Omega Centauri (à gauche) et Hercules Globular M13 (à droite). Chacun est visible à l'œil nu sur des distances de 15 000 et 25 000 années-lumière, respectivement.
ESO (gauche) / N. A. Sharp, programme REU, NOAO, AURA, NSF

De même, le Grand Globulaire en Hercule (M13) ment 25 000 années-lumière de la Terre et contient jusqu'à 300 000 étoiles. À une magnitude de +5,8, il brille juste un cheveu au-dessus de la limite standard à l'œil nu de +6,0, mais je l'ai vu plusieurs fois dans un ciel sombre et pays comme une petite tache laiteuse avec une vision détournée. Tandis que vous faites tourner votre lunette dans sa direction et que vous vous délectez de son blizzard d'étoiles, sachez que vos ancêtres rognaient des projectiles il y a 50 000 ans à l'âge de pierre lorsque les photons de ces étoiles ont commencé leur incroyable voyage vers vos yeux.

25 000 années-lumière nous font parcourir un quart de la galaxie. Pour franchir le pas suivant, nous devons nous rendre dans l'hémisphère sud, où les deux galaxies satellites les plus brillantes de la Voie lactée, la Nuages ​​de Magellan, résider. Ce duo de galaxies naines irrégulières orbite autour de notre propre galaxie, le Grand Nuage de Magellan se trouve plus de six fois plus loin que l'amas d'Hercule à environ 160 000 années-lumière, tandis que le Petit Nuage de Magellan est à environ 200 000 années-lumière.

Si vous utilisez la moitié supérieure de l'ouest de Cassiopée - les étoiles Alpha, Beta et Gamma - comme une "flèche", elle pointe directement vers la galaxie d'Andromède, une petite tache de lumière floue de magnitude 4 située au nord-ouest de Nu Andromedae . Cartographiez le ciel orienté est-nord-est vers 21h30. heure locale. Voir photo ci-dessous.
Stellarium

Aussi impressionnantes que soient ces distances, on peut encore faire mieux. Bien mieux. Un poing et demi sous le W de Cassiopée, nous arrivons enfin au point d'arrêt de la vision humaine. Comme tant d'objets du monde astronomique, son apparence à l'œil nu est trompeuse. Juste un peu de peluches floues comme un éclat de Voie lactée à la dérive. Mais ce petit endroit a un nom qui dit tout : Andromeda Galaxy.

Cette photo montre comment Cassiopée facilite la recherche d'Andromède. Vous pouvez utiliser la moitié inférieure du W pour vous promener vers une autre vue magnifique - le Double Cluster dans Persée. Brillant autour de la magnitude +3,5, les amas apparaissent comme une tache floue plus lumineuse.
Bob le roi

Son énorme disque, d'environ 220 000 années-lumière de diamètre, soit plus du double de la taille de notre galaxie, se situe à 2,5 millionannées-lumière de la Terre. Étonnamment, nous pouvons le voir sans aide optique depuis un ciel modérément sombre. Pourquoi? Andromède est proche au fur et à mesure que les galaxies s'éloignent, et un billion d'étoiles entassent son disque flou. C'est beaucoup de chandelle. Mais tous ces soleils sont si éloignés qu'ils se fondent dans une brume lisse et non résolue, même dans les grands télescopes amateurs.

Lorsque vous avez trouvé la galaxie, passez quelques minutes métaphysiques à réfléchir à votre place dans l'immensité cosmique. Considérez un certain nombre de formes de vie potentielles d'Andromède en regardant votre galaxie spirale, la Voie lactée.

Si nous pouvions trouver un emplacement approprié à égale distance de la Voie Lactée (à gauche) et de la Galaxie d'Andromède (à droite), nous serions en mesure d'apprécier leurs vraies tailles. Andromeda est plus du double de la taille de notre maison. Les deux sont des galaxies spirales avec des bras majestueux formant des étoiles enroulés autour de noyaux denses d'étoiles plus anciennes.
Bob le roi

En vous imprégnant de la vue, vous remarquerez peut-être un peu de structure dans la galaxie, même sans aide optique. Le centre, où se concentrent plus d'étoiles d'Andromède, apparaît nettement plus brillant que le disque extérieur plus peu peuplé. Utilisez la vision détournée - en regardant de ce côté et de l'autre plutôt que directement vers l'objet - pour apprécier sa grande taille apparente. Sous un ciel sombre, la galaxie s'étend sur près de 3° ou six pleines lunes côte à côte.

La galaxie d'Andromède (M31) dans toute sa splendeur stellaire ! Les deux plus petites lueurs floues sont deux de ses galaxies satellites.
Frank Barrett / celestialwonders.com

Certains amateurs aux yeux perçants sous les cieux les plus sombres ont capturé des proies encore plus éloignées comme la galaxie du triangle (2,7 millions d'années-lumière) et même la paire M81-M82 dans la Grande Ourse (11 millions d'années-lumière), mais la plupart d'entre nous, les gens ordinaires atteint notre limite à Andromède. Aller au-delà nécessite une aide optique, et cela gâcherait le plaisir.

Ou le ferait-il ? La semaine prochaine, nous retournerons à Andromède et découvrirons tout ce que nous pouvons y découvrir en utilisant seulement une paire de jumelles.

Obtenez votre rythme d'observation avec Sky & Télescope's Calendrier d'observation 2016!


La plupart d'entre nous ne voient plus la Voie lactée. Cela vient avec un prix.

Le ruban d'étoiles argenté qui enveloppe le ciel nocturne a longtemps été un spectacle impressionnant pour tous ceux qui se soucient de lever les yeux. Mais ce n'est plus le cas pour les personnes qui vivent sous un brouillard de pollution lumineuse.

Une nouvelle analyse utilisant des données satellitaires et des mesures de la luminosité du ciel a révélé que la Voie lactée est cachée à plus d'un tiers de l'humanité, dont 60% des Européens et près de 80% des Nord-Américains. La recherche a été rapportée vendredi dans la revue Science Advances.

Les chercheurs ont calculé plusieurs degrés de pollution lumineuse, en partant du niveau auquel la lumière artificielle obscurcit les observations astronomiques jusqu'au niveau auquel le ciel de minuit est aussi brillant qu'au crépuscule. Leurs calculs montrent que plus de 80% de la population mondiale et plus de 99% des populations américaines et européennes vivent sous un ciel pollué par la lumière.

Ce niveau de pollution peut avoir des conséquences négatives, allant de nuire au cycle de vie des animaux à affecter la santé humaine et même la psychologie en enlevant l'une des expériences les plus positives qui soient naturellement disponibles, ont déclaré les experts.

Il y a maintenant des gens qui n'ont jamais vu la voie lactée

La prolifération de la pollution lumineuse a commencé dans les années 1950 et 1960 et a continué de s'étendre chaque année, a déclaré Chris Elvidge, scientifique de la National Oceanic and Atmospheric Administration des États-Unis et co-auteur de l'étude.

"Pendant plusieurs générations, les habitants des grands centres urbains ont vu leur vision de la Voie lactée bloquée", a déclaré Elvidge au Huffington Post. "C'est une perte esthétique, et peut-être une perte spirituelle en termes de sentiment de connexion au cosmos."

La perte de ce lien pourrait avoir des conséquences majeures sur la santé psychologique. Le ciel nocturne présente l'une des rares situations universelles dans lesquelles tous les humains peuvent ressentir un profond sentiment de crainte. Et la crainte, constatent de plus en plus les psychologues, est une émotion spéciale qui peut avoir un impact sur notre cognition et notre comportement de manière unique et inattendue.

"Fugaces et rares, les expériences de crainte peuvent changer le cours d'une vie de manière profonde et permanente", ont écrit Dacher Keltner et Jonathan Haidt en 2003 dans l'un des premiers regards psychologiques sur cette émotion longtemps négligée. En passant en revue des exemples historiques de personnes dont la vie a été transformée grâce à la crainte, Keltner et Haidt ont suggéré que "la crainte peut être l'une des méthodes les plus rapides et les plus puissantes de changement personnel et de croissance".

C'est pourquoi perdre la chance de contempler un vaste ciel n'est peut-être pas une mince affaire.

« Le ciel nocturne brillant et ses étoiles sont depuis longtemps une source profonde d'admiration et d'inspiration, que nous savons susciter la créativité, la générosité, la bonne volonté et l'innovation », a déclaré Keltner au HuffPost. « Perdre un ciel nocturne dégagé nuira à notre capacité d'émerveillement et mettra un frein à notre esprit de cause commune. »

Dans des enquêtes plus récentes sur les effets de la crainte, les chercheurs ont suscité l'émotion en laboratoire et observé que la perception du temps par les gens semble s'étendre. Par rapport aux personnes éprouvant d'autres émotions, celles qui ont ressenti de l'émerveillement ont estimé qu'elles avaient plus de temps, a déclaré Melanie Rudd de l'Université de Houston. « En conséquence, ils ont commencé à faire des choses qui sont bonnes pour votre bien-être subjectif, comme aider les autres et choisir des expériences plutôt que des biens matériels. » Avoir une meilleure perception du temps et être présent est particulièrement important dans la culture d'aujourd'hui, car les gens se sentent souvent pressés, a déclaré Rudd.

Rudd et ses collègues ont également découvert que le meilleur moyen de susciter l'admiration chez les gens est de les mettre dans la nature - au pied des Alpes suisses ou au sommet du Grand Canyon, par exemple. Mais pour les personnes qui vivent dans de grandes villes peuplées et qui n'ont pas de canyon dans leur jardin, regarder le ciel nocturne est l'un des rares moyens d'évoquer le sentiment de crainte.

« Le ciel est là. C'est très accessible », a déclaré Rudd. "Mais si la pollution lumineuse gêne, alors vous enlevez une très belle source d'admiration pour les gens."

Où pouvons-nous encore voir la voie lactée ?

Même à distance, la pollution des grandes villes jette un large rideau de luminosité sur les zones environnantes. "La pollution lumineuse est l'une des formes les plus répandues d'altération de l'environnement", ont écrit les chercheurs dans leur analyse de la pollution lumineuse mondiale. "Il affecte même des sites vierges, car il est facilement observé pendant la nuit à des centaines de kilomètres de sa source dans des paysages qui ne semblent pas touchés par l'homme pendant la journée."

Même les zones protégées telles que les parcs nationaux ne sont pas entièrement à l'abri des villes scintillantes au loin. Par exemple, la lumière de Las Vegas et de Los Angeles peut être vue depuis le parc national de Death Valley, ont écrit les chercheurs.

Les chercheurs ont créé un atlas de la pollution lumineuse mondiale que l'on peut voir ci-dessus, en utilisant du gris foncé pour marquer les sites pollués par la lumière qui devraient être protégés des futures augmentations de la lumière. Si les sites sont marqués en bleu, cela signifie que le ciel est trop lumineux pour les observations astronomiques. Les zones marquées en jaune sont des endroits où les gens ne peuvent pas voir la Voie lactée en hiver, et l'orange signifie que même la Voie lactée d'été plus lumineuse est obscurcie par la lumière artificielle.

Dans les zones marquées en rouge, le ciel nocturne est aussi lumineux qu'au crépuscule. "Cela signifie que, dans des endroits avec ce niveau de pollution, les gens ne vivent jamais des conditions ressemblant à une vraie nuit car elle est masquée par un crépuscule artificiel", ont écrit les chercheurs.

Le pays le plus pollué par la lumière est Singapour, où les gens vivent sous un ciel si brillant que l'œil ne peut pas s'adapter complètement à la vision nocturne, ont déclaré les chercheurs. Les autres pays présentant des niveaux élevés de pollution lumineuse sont le Koweït, le Qatar, les Émirats arabes unis, l'Arabie saoudite, la Corée du Sud, Israël, l'Argentine, la Libye et Trinité-et-Tobago. Les pays dont les populations sont les moins touchées par la pollution lumineuse sont le Tchad, la République centrafricaine et Madagascar.

En Europe occidentale, seules certaines régions - la plupart en Écosse, en Suède et en Norvège - bénéficient encore d'une nuit noire. Parmi les pays du G-20, l'Arabie saoudite et la Corée du Sud ont le degré de pollution lumineuse le plus élevé, tandis que l'Inde et l'Allemagne sont les moins exposées.

Aux États-Unis, "l'ouest des États-Unis et l'Alaska ont les plus grands blocs de terres non développées et non peuplées où le ciel nocturne a été largement préservé", a déclaré Evlidge.

Pour ceux qui souhaitent faire une courte pause de la ville pour un voyage d'observation des étoiles, Elvidge suggère de parcourir environ 100 miles.


Nos yeux peuvent voir de simples points de lumière

Dans des conditions de faible luminosité, nous pouvons voir beaucoup car, il s'avère que nos yeux sont suffisamment sensibles pour capter un seul photon de lumière.

Partagez ceci :

Pendant des décennies, les chercheurs se sont demandé à quel point l'œil pouvait voir peu de lumière. Ils semblent maintenant avoir la réponse. Et c'est surprenant. Nos yeux peuvent détecter un seul point – ce que les scientifiques appellent un photon ou une particule lumineuse, suggère une nouvelle étude. Si cela est confirmé, cela pourrait permettre aux scientifiques d'utiliser l'œil humain pour tester certaines caractéristiques de base de la physique à très petite échelle.

La nouvelle étude a également montré que l'œil humain détecte mieux les photons uniques lorsqu'il vient de voir un autre photon. C'était "un phénomène inattendu", dit Alipasha Vaziri. Il est physicien à l'Université Rockefeller de New York. Les physiciens étudient la nature et les propriétés de la matière et de l'énergie. Vaziri et ses collègues ont décrit les résultats de leur étude le 19 juillet dans Communication Nature.

Éducateurs et parents, inscrivez-vous à la feuille de triche

Mises à jour hebdomadaires pour vous aider à utiliser Actualités scientifiques pour les étudiants dans l'environnement d'apprentissage

Des expériences antérieures ont indiqué que les gens peuvent voir des taches de lumière composées de quelques photons. Mais il n'y avait aucun moyen infaillible de savoir si l'œil enregistre des photons uniques. C'est parce que les photons uniques sont difficiles à produire de manière fiable. Mais Vaziri et ses collègues ont pu le faire.

Ils ont utilisé une technique au nom long : la down-conversion paramétrique spontanée, ou SPDC. Les scientifiques envoient un photon de haute énergie dans un cristal. Une fois à l'intérieur, le photon unique se transforme en deux photons de basse énergie. L'un de ces nouveaux photons est détourné vers l'œil de quelqu'un. Le système SPDC dévie le photon vers un détecteur. Ce détecteur confirme chaque photon produit.

Pendant l'expérience, les gens guettent le très faible flash d'un photon. Les participants écoutent également les bips d'avertissement. Et il y en aura deux. L'un d'eux accompagne le photon. L'autre non. Le participant ne sait pas quel bip correspond à un point lumineux. Chaque spectateur rapporte quel bip, selon lui, a annoncé un photon et à quel point il était sûr d'avoir raison.

Les scientifiques ont mené l'expérience 2 420 fois. Les participants ont deviné le bip correct un peu plus de fois que cela ne devrait se produire par hasard. Ce taux de réussite apparemment peu impressionnant était attendu. La raison : la plupart des photons ne parviennent pas jusqu'à la rétine à l'arrière de l'œil. C'est la partie de l'œil sensible à la lumière. Lorsque la rétine capte des photons, elle alerte le cerveau, qui peut alors former une image visuelle. Cela signifie que dans la plupart des essais, un participant ne serait pas en mesure de voir un photon associé à l'un ou l'autre bip.

Mais dans les essais où les participants ont indiqué qu'ils étaient le plus sûrs de leur choix, ils avaient raison 60 pour cent du temps. Un tel taux de réussite serait peu probable si les humains étaient incapables de voir un seul photon. La chance d'un tel coup de chance serait d'une sur 1000.

"Il n'est pas surprenant que l'exactitude du résultat puisse dépendre de la confiance [du spectateur]", déclare Paul Kwiat. Il est physicien à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et n'a pas participé à la recherche. Ces essais où les participants étaient plus confiants peuvent représenter les moments où les photons ont réussi à atteindre leur rétine, suggère-t-il.

Les données indiquent également que des photons uniques peuvent être en mesure de préparer le cerveau à détecter d'autres flashs faibles qui suivent. Les participants étaient plus susceptibles d'identifier correctement un photon s'ils en avaient reçu un moins de 10 secondes plus tôt.

L'œil comme outil de physique

Les scientifiques espèrent utiliser la technique de détection de photons SPDC pour tester si les humains peuvent observer directement quantum étrangeté.

Mécanique quantique est un domaine de la physique qui traite du comportement de la matière à l'échelle des atomes ou de leurs blocs de construction encore plus petits. Et c'est l'arène que nos yeux peuvent être en mesure d'aider les scientifiques à comprendre.

Tous les scientifiques conviennent que selon les normes normales, le monde quantique est étrange. Par exemple, les photons peuvent être à deux endroits à la fois. Les scientifiques décrivent cet état comme les photons étant dans une superposition quantique.

Certains physiciens se demandent s'il serait possible d'envoyer de tels états quantiques à l'œil de quelqu'un. Si les humains pouvaient directement observer l'étrange comportement quantique, plutôt que d'avoir à utiliser d'autres détecteurs sophistiqués, ils pourraient peut-être mieux le comprendre.

Mais Leonid Krivitsky n'est pas convaincu. Il est physicien à l'Agence pour la science, la technologie et la recherche à Singapour. Il prétend être « assez sceptique quant à cette idée d'observer la quantification dans le cerveau ». Au moment où le cerveau réalise qu'un œil a vu un éclair de lumière, ces signaux photoniques auront perdu toutes leurs propriétés quantiques potentielles, soupçonne-t-il.

Si c'est vrai, pourquoi quelqu'un devrait-il s'en soucier si l'œil peut voir un seul photon ? Vaziri dit que cela peut indiquer la compréhension de notre société pré-électrique. Imaginez, dit-il, que « vous êtes quelque part en dehors d'une ville dans la nature, et par une nuit sans lune ». Vous n'aurez que des étoiles pour naviguer. Et en moyenne, dit-il, le nombre de photons qui pénètrent dans votre œil « approchera du régime à photon unique ».

Avoir des yeux suffisamment sensibles pour voir des photons uniques, dit-il, peut avoir eu un certain avantage évolutif. Cela nous a peut-être aidé à nous adapter à un monde nocturne qui existait avant l'avènement des ampoules.

Mots de pouvoir

(pour en savoir plus sur Power Words, cliquez ici)

évolutionniste Un adjectif qui fait référence aux changements qui se produisent au sein d'une espèce au fil du temps alors qu'elle s'adapte à son environnement. De tels changements évolutifs reflètent généralement la variation génétique et la sélection naturelle, qui laissent un nouveau type d'organisme mieux adapté à son environnement que ses ancêtres. Le nouveau type n'est pas nécessairement plus « avancé », mais simplement mieux adapté aux conditions dans lesquelles il s'est développé.

photon Particule représentant la plus petite quantité possible de lumière ou d'un autre rayonnement électromagnétique.

physicien Scientifique qui étudie la nature et les propriétés de la matière et de l'énergie.

mécanique quantique Branche de la physique traitant du comportement de la matière à l'échelle des atomes ou des particules subatomiques.

théorie des quanta Une façon de décrire le fonctionnement de la matière et de l'énergie au niveau des atomes. Il est basé sur une interprétation selon laquelle à cette échelle, l'énergie et la matière peuvent être considérées comme se comportant à la fois comme des particules et des ondes. L'idée est qu'à cette échelle très petite, la matière et l'énergie sont constituées de ce que les scientifiques appellent des quantités infimes d'énergie électromagnétique.

la physique quantique Branche de la physique qui utilise la théorie quantique pour expliquer ou prédire comment un système physique fonctionnera à l'échelle des atomes ou des particules subatomiques.

superposition quantique Condition dans laquelle un système quantique se trouve dans plusieurs états différents en même temps.

régime Un système de gouvernement ou une organisation établie qui tend à établir des règles ou la manière normale ou conventionnelle de voir quelque chose ou de faire quelque chose.

rétine Une couche à l'arrière du globe oculaire contenant des cellules sensibles à la lumière et qui déclenchent des impulsions nerveuses qui se déplacent le long du nerf optique jusqu'au cerveau, où une image visuelle est formée.

Citations

JN. Tinsley et al. Détection directe d'un seul photon par l'homme. Communication Nature. Vol. 7, 19 juillet 2016. doi: 10.1038/ncomms12172.

À propos d'Emily Conover

L'écrivaine en physique Emily Conover a étudié la physique à l'Université de Chicago. Elle aime la physique pour sa capacité à révéler les règles secrètes du fonctionnement des choses, des minuscules atomes au vaste cosmos.

Ressources pédagogiques pour cet article En savoir plus

Des ressources pédagogiques gratuites sont disponibles pour cet article. Inscrivez-vous pour accéder :


Voie lactée brillant à travers une arche sur la côte californienne [4000×7004] [OC]

La voie lactée n'est verticale que face au sud (à 215 degrés de la plage de Pfeiffer pour être précis). Le trou de la serrure fait face à l'ouest (255 si je suis généreux et en supposant que vous vous teniez le plus au nord possible en tirant vers le sud).

Cette composition est impossible, admettez simplement que c'est un composite au lieu de tromper les gens.

Ouais la gymnastique descriptive est toujours une bonne lecture pour voir le photographe essayer d'admettre subtilement que ces compositions ne sont pas de vraies photos.

Sans oublier que la Voie lactée ne brille pas à travers le trou de la serrure comme ça. Pas question que ce soit si brillant. C'est très probablement une photo prise au coucher du soleil avec une voie lactée générique prise ailleurs par-dessus

Oui, c'est définitivement un composite, pas un panorama ou un mélange temporel. C'est parfaitement bien, mais il est trompeur au-dessus.
Et il n'y a aucun moyen qu'il puisse "briller" à travers ce trou.

Hmmm. oui, je pense que vous devriez au moins vous tenir à un angle similaire à celui-ci pour obtenir la voie lactée en photo :

C'est une très belle combinaison de plans et le montage est génial. Ce n'est pas réel cependant.

Sérieusement ça ! Oui, c'est un grand art numérique, le mélange est méticuleux, un effort incroyable pour faire ressortir les détails. Mais c'est s'arrêter là

u/mrcnzajac - devrait simplement admettre que cela ne sera jamais possible. Toute l'explication de l'empilement dans juste BS.

La chose entière est évidemment photoshopée, devrait être en r/art. Le bruit blanc est ici de la manipulation. Voici à quoi ressemblera une photo non achetée à des fins de comparaison. C'est une photo au coucher du soleil de l'arche avec une voie lactée collée sur le dessus. Toujours jolie et fait un joli arrière-plan, mais je me demande d'où vient la photo de la voie lactée et si elle est originale ou empruntée sans crédit.

Exactement. Je connais cet endroit et c'est ce que j'appelle FAKE NEWS !

Le plus triste, c'est qu'il a même reçu un prix plat

Merci! Je suis venu ici pour ce commentaire!

Est-ce moi ou cette voie lactée est éteinte aussi? le composite semble bien au-delà du zénith.

De plus, le brouillard et les vagues prononcés sont incompatibles avec les expositions longues.

Joli coup. Mais combien avez-vous dû faire après avoir pris les photos ?

Pas l'opération mais il a fait beaucoup. C'est une photo de l'arche au coucher du soleil. Il a pris cette photo et a pris quelques clichés de la Voie lactée et l'a superposée à l'arrière-plan. La Voie lactée ne ressemble pas à celle face à l'arche. La Voie lactée est une trajectoire plus nord-sud. Cette arche regarde vers l'ouest. C'est donc une image très cool à voir, elle est entièrement composée par l'artiste à partir d'images de différentes séances photo.

Pensez juste à l'origine de ces photons

J'aimerais commencer par déclarer qu'il n'y a aucun moyen pour l'œil humain de voir le ciel nocturne exactement comme ça. Vous voyez vraiment clairement la Voie lactée à l'œil nu si vous vous trouvez dans une zone peu polluée par la lumière comme celle-ci, elle n'est tout simplement pas aussi lumineuse et colorée que la caméra peut la capturer.

Il s'agit d'un panorama vertical de l'arche de Pfeiffer Beach à Big Sur sur la côte centrale de la Californie. Le panorama se compose d'environ 5 plans qui se chevauchent en commençant par regarder directement la mer jusqu'à presque complètement au-dessus de la tête pour capturer une partie importante de la Voie lactée.


Combien d'étoiles voyez-vous ?

Sergio Garcia Rill a écrit: “Un ciel à l'ouest du Texas depuis le mont. Locke dans les montagnes Davis près de l'observatoire McDonald … Même depuis cet endroit éloigné, vous pouvez voir la lumière provenant de Fort Davis au bas de l'image.”

Et si vous étiez loin des lumières de la ville, par une nuit sans lune, sans nuages ​​ni brume. Combien d'étoiles pourriez-vous voir à l'œil nu ?

Il n'y a vraiment pas de réponse définitive à cette question. Personne n'a compté toutes les étoiles dans le ciel nocturne, et les astronomes utilisent des nombres différents comme estimations théoriques.

Compte tenu de toutes les étoiles visibles dans toutes les directions autour de la Terre, l'extrémité supérieure des estimations semble être d'environ 10 000 étoiles visibles. D'autres estimations placent le nombre d'étoiles visibles à l'œil nu autour de la Terre entière à plus de 5 000. À un moment donné, la moitié de la Terre est à la lumière du jour. Ainsi, seulement la moitié du nombre estimé - disons, entre 5 000 et 2 500 étoiles - seraient visibles du côté nocturne de la Terre.

De plus, une autre fraction de ces étoiles visibles serait perdue dans la brume tout autour de votre horizon.

Chirag Upreti a écrit le 17 février 2018 : “Milky Way core, first light for 2018 ! Une heureuse pause dans le temps a coïncidé avec une phase de lune favorable aujourd'hui tôt le matin. Impossible de résister, un pote et moi avons roulé 3h pour nous rendre à Montauk, la pointe la plus orientale de l'Etat de New York et l'emplacement du phare de Montauk Point. Le ciel nocturne ici est classé sur l'échelle de Bortle 4 (ciel sombre rural).

Pourquoi les astronomes ne peuvent-ils pas s'entendre sur le nombre d'étoiles visibles ? C'est parce que nous ne voyons pas tous le ciel de la même manière. Même dans des conditions idéales, il existe une bonne quantité de variation entre la façon dont les gens peuvent voir les étoiles, en fonction de facteurs tels que la force de votre vision et votre âge. En vieillissant, par exemple, vos yeux deviennent beaucoup moins sensibles à la faible lumière.

Vous devez également prendre en compte la luminosité de votre ciel nocturne. Même par une nuit sans lune, la lueur des lumières de la surface de la Terre illumine le ciel.

Toujours "loin des lumières de la ville" dans des conditions absolument parfaites d'obscurité et de clarté du ciel, une personne jeune à d'âge moyen avec une vision normale devrait être capable de voir des milliers d'étoiles.

RodNell Barclay a pris cette image de la Voie lactée à la mi-février 2018, en descendant de Ben Vrackie, une montagne en Écosse.

Conclusion : les estimations du nombre d'étoiles que vous pouvez voir à l'œil nu par une nuit sombre sans lune varient, en partie parce que les conditions de la vue et du ciel varient.


Et que signifiait cet événement hypothétiquement erroné quant aux données renvoyées ?

Date:
17 janvier 2007
La source:
Agence spatiale européenne

« Sur le site d'atterrissage, nous avons également vu des galets de glace arrondis », explique Jonathan Lunine, de l'Université de l'Arizona. Le Surface Science Package (SSP) a fourni la dernière pièce de ce puzzle particulier. L'impact qu'il a détecté lorsque Huygens a touché le sol a indiqué que le vaisseau spatial s'était immobilisé dans du gravier compacté. "Rassemblez le tout et il est clair que Huygens a atterri dans un lavage de sortie", explique Lunine.

L'instrument de chromatographie en phase gazeuse et spectromètre de masse (GCMS) a confirmé la nature du liquide qui façonne la surface de Titan. Il a détecté du méthane s'évaporant du site d'atterrissage de Huygens. "Le méthane sur Titan joue le rôle que l'eau joue sur Terre", conclut Lunine. Mais il y a encore des mystères. Il n'est pas encore clair si le méthane tombe principalement sous forme de bruine régulière ou sous forme de déluge occasionnel.

Le GCMS a également détecté deux isotopes de l'argon. Les deux ont des histoires importantes à raconter. L'Ar40 indique que l'intérieur de Titan est toujours actif. Ceci est inhabituel dans une lune et indique qu'une couche isolante de glace d'eau et de méthane est peut-être enfouie dans la lune elle-même, près de la surface, emprisonnant la chaleur à l'intérieur. Parfois, cette chaleur provoque l'éruption des cryovolcans. Des coulées de « lave » glacées de ces cryo-volcans ont été vues depuis le vaisseau spatial Cassini en orbite. Parce que l'Ar40 est si lourd, il est principalement concentré vers la base de l'atmosphère, donc avoir Huygens à la surface était essentiel pour sa détection.

Daniel Gautier, Observatoire de Paris, France, thinks that the other isotope, Ar36, is telling scientists that Titan formed after Saturn, at a time when the primeval gas cloud that became the Solar System had cooled to about 40 ºK (-233 ºC).

The atmosphere of Titan held surprises too. "Huygens made a fantastic and unexpected discovery about the wind," says Gautier. At an altitude of around 60 kilometres, the wind speed dropped, essentially to zero. Explaining this behaviour presents a challenge for theoreticians who are developing computer models of the moon’s atmospheric circulation.

The Huygens Atmosphere Structure Instrument (HASI) provided the temperature of the atmosphere from 1600 kilometres altitude down to the surface. "This has helped put all the other data into context," says Coustenis. Huygens measured the composition profile of the atmosphere to be a mixture of nitrogen, methane and ethane. The methane and ethane provide humidity, as water does in Earth’s atmosphere. At the surface of Titan, Huygens measured the temperature to be 94 ºK (-179 ºC) with a humidity of 45 percent.

Even though the Huygens data set is now two years old, the discoveries have not yet stopped. "There are lots of surprises still to come from this data," says Francesca Ferri, Università degli Studi di Padova. In addition, Huygens gives planetary scientists a wealth of 'ground-truth' to complement and help interpret the observations still coming from Cassini. At the beginning of 2007, Cassini showed that liquid methane is present on Titan in lakes . "


Tips for Stargazing

Use Red Lights Only

Do not use bright white flashlights, headlamps, or cell phones. It takes 20-30 minutes for the human eye to fully adjust to very low light conditions. Bright lights delay this process. You can turn a regular flashlight into a red light by covering it with red cellophane, tape, fabric, paper, or similar materials.

Bring Food and Water

Plan ahead. There is no running water in most areas of the park.

Layer Up

Temperatures drop quickly in the evening. Bring extra layers of warm clothing.

Bring a Chair

You may be on your feet and looking up for long periods of time. A lightweight folding chair will help keep each person in your group comfortable and reduce strain. Do no trample vegetation and be aware of cacti in your area.

Watch Your Step

Cacti, nocturnal animals, and uneven surfaces may be difficult to see at night. Use a red light to check your viewing are for hazards.

Avoid the Moon

Bright moonlight reduces the number of stars you'll see. Check the moon's phase and rise and set times to find the best time to stargaze.


Interactive dark matter could explain Milky Way's missing satellite galaxies

Scientists believe they have found a way to explain why there are not as many galaxies orbiting the Milky Way as expected. Computer simulations of the formation of our galaxy suggest that there should be many more small galaxies around the Milky Way than are observed through telescopes.

This has thrown doubt on the generally accepted theory of cold dark matter, an invisible and mysterious substance that scientists predict should allow for more galaxy formation around the Milky Way than is seen.

Now cosmologists and particle physicists at the Institute for Computational Cosmology and the Institute for Particle Physics Phenomenology, at Durham University, working with colleagues at LAPTh College & University in France, think they have found a potential solution to the problem.

Writing in the journal Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (MNRAS), the scientists suggest that dark matter particles, as well as feeling the force of gravity, could have interacted with photons and neutrinos in the young Universe, causing the dark matter to scatter.

Scientists think clumps of dark matter -- or halos -- that emerged from the early Universe, trapped the intergalactic gas needed to form stars and galaxies. Scattering the dark matter particles wipes out the structures that can trap gas, stopping more galaxies from forming around the Milky Way and reducing the number that should exist.

Lead author Dr Celine Boehm, in the Institute for Particle Physics Phenomenology at Durham University, said: "We don't know how strong these interactions should be, so this is where our simulations come in."

'By tuning the strength of the scattering of particles, we change the number of small galaxies, which lets us learn more about the physics of dark matter and how it might interact with other particles in the Universe."

'This is an example of how a cosmological measurement, in this case the number of galaxies orbiting the Milky Way, is affected by the microscopic scales of particle physics."

There are several theories about why there are not more galaxies orbiting the Milky Way, which include the idea that heat from the Universe's first stars sterilised the gas needed to form stars. The researchers say their current findings offer an alternative theory and could provide a novel technique to probe interactions between other particles and cold dark matter.

Co-author Professor Carlton Baugh said: "Astronomers have long since reached the conclusion that most of the matter in the Universe consists of elementary particles known as dark matter.

'This model can explain how most of the Universe looks, except in our own backyard where it fails miserably."

'The model predicts that there should be many more small satellite galaxies around our Milky Way than we can observe."

'However, by using computer simulations to allow the dark matter to become a little more interactive with the rest of the material in the Universe, such as photons, we can give our cosmic neighbourhood a makeover and we see a remarkable reduction in the number of galaxies around us compared with what we originally thought."

The calculations were carried out using the COSMA supercomputer at Durham University, which is part of the UK-wide DiRAC super-computing framework.

The work was funded by the Science and Technology Facilities Council and the European Union.


Light Pollution


Before we begin exploring where the Milky Way is located, let’s talk about light pollution. Light pollution is excessive or misdirected artificial light that sets a limit on the faintness of stars that can be seen or photographed. So if you live in or near a big city, you may only be able to see a few stars above you, similar to the chart shown. Unfortunately, light pollution can span for hundreds of miles and flush out a large majority of starlight where you are located. The Bortle Dark-Sky Scale shown here is a useful nine-level numeric scale that measures the night sky’s brightness of a particular location. As you have probably already figured out, darker is better. If you are trying to find a dark location far away from light pollution, begin by visiting the following helpful websites:

The sources above are fairly accurate however my advice is to use the maps as a basic starting point. For example, you may travel to a certain location, only to find that urban light pollution is reaching farther than the map displays. If you’re lucky, the night sky is much darker than you expected (hopefully this will be the case).


The Ultimate Guide to Editing a Milky Way Photo

Post-processing is an extremely subjective part of any photographer’s workflow. By putting in days of practice, each photographer eventually develops a characteristic look that can be seen throughout many of their photos, whether that be high contrast, low contrast, highly saturated, monochrome, bright exposures, dark and moody exposures, or anywhere in between.

While there is no correct way to process a photo, most landscapes scenes can be readily viewed with the human eye. Because of this, viewers of an image can, in theory, compare the image to the real-life scene to know how far post-processing techniques moved an photo away from “reality.” However, since the Milky Way cannot be seen with the human eye like it can be with modern day digital cameras, the range of different nuanced looks that can be applied to a photo of the Milky Way without being restrained by what it *should* look like is endless. So, with this tutorial, in order to finish off my comprehensive guide to planning, photographing, and post-processing Milky Way photos, I want to take a close look at the potential effects of some of the editing tools that can used to process an image of the night sky, instead of showing only one specific way to process an image.

The 3 Main Pillars of Milky Way Post-Processing

There are essentially three main pillars of post-processing that will affect the appearance of the Milky Way: White Balance, Contrast & Exposure, and Noise Reduction. So, I want to take a step-by-step look at each of them to show how different settings can affect the look of the Milky Way with regard to these three pillars. While any RAW processing software can edit a Milky Way photo, for this tutorial I’ll be using Adobe Lightroom and Adobe Photoshop. For the first part of our tutorial, we’ll be taking a look at the RAW file below, which was shot on a Nikon D750 at 24mm, 16,000 ISO, and f/2.8 for 10 seconds. I originally took this shot with the intention of stacking it with similar exposures, which is the reason for the high ISO and short shutter speed. This base file already has the lens profile correction for my lens added to it, which reduced some vignetting (darkening) that was visible in the corners of the image.

Based on how I processed the photo to my personal taste, the image below was my final result using only Lightroom. As we go through the editing process, I’ll try to show step-by-step how each adjustment affects both the base image and the final results. Keep in mind as we go along, however, that there is no incorrect way to process an image, and no correct order of operations when going through the editing process.

White balance is the single biggest thing that will affect the overall look of the Milky Way in your photo, so it is always my starting point when editing a night sky photo. Assuming you shot your night sky image as a RAW file—which is highly recommended due to how much flexibility it gives in the editing process—White Balance does not need to be set in-camera when you are out in the field.

White Balance, which is a color temperature measured in degrees Kelvin (K), ranges from blue at the cool end of the spectrum and orange on the warm end of the spectrum. In Lightroom’s Develop Module, the main White Balance slider is labeled as “Temp.” Another slider, which balances between green and magenta coloring, is labeled “Tint” and is located just below the Temp slider in the Develop Module.

Just based on personal taste, I find that I tend to make the White Balance relatively neutral in most of my Milky Way photos, but ultimately push the overall coloring slightly towards the blue and magenta ends of the White Balance spectrum. Depending on the ambient lighting conditions at my shooting location, the look I prefer normally results in a Temp of somewhere in the 3,700 K to 3,900 K range, with the Tint slider being set somewhere between +5 and +15. The photo below has a Temp of 3,786 K and a Tint of +10. These settings gave a good balance between a slightly blue sky, a yellow core of the Milky Way, a magenta colored Lagoon Nebula in the central core of the Milky Way, and the green airglow that was present on the night I was shooting.

Since all of this coloring is extremely subtle in an unedited RAW file, when choosing my White Balance I will first crank up the Saturation and Vibrance of the image as high as possible. Doing so exaggerates the colors in the image, allowing me to easily see the effects of a subtle change of the Temp or Tint sliders. Upping the Saturation and Vibrance to +100 gave me the image below.

For the sake of comparison, if I were to have chosen a Tungsten White Balance, which sets the Temp slider at 2,850 K, or Daylight White Balance, which sets the Temp slider at 5,500 K, I would get the images below. Note that not only does the overall color of the sky change, but the subtle colors in the core of the Milky Way, as well as the green airglow, are overpowered.

I will openly admit that designating one of the 3 Pillars as “Contrast and Exposure” is unbelievably broad. However, when focusing on strictly the Milky Way in a night sky image, Contrast and Exposure are very closely linked and are the major factors that affect the appearance of the Milky Way in your photo once you have chosen your White Balance. Given that it is meant to be processed, an unedited RAW photo of the Milky Way looks washed out and offers little detail of our main subject. So, each tweak we make going forward has the end goal of using contrast to bring out the desired amount of detail in the Milky Way, while also maintaining a correct exposure. When adding contrast to a Milky Way photo, I tend to do it gradually, evaluating how each adjustment and small tweak effects the overall image.

After adjusting White Balance, the Blacks slider in Lightroom is typically my next stop when processing a Milky Way image. Not only does it deepen the colors in the image, but it also serves as a way to bring out the subtle colors in the Milky Way and provide a bit of noise reduction to the sky. While adding contrast via the Contrast slider would have a similar effect with regard to bringing out colors, it would also brighten the highlights in the image at the same time. By using the Blacks slider, we can affect only the darker portions of the image for now, giving us more nuanced control. For the final processed image, I dropped the Blacks slider to -60.

If I were to take away that Blacks adjustment from the final image, it gives the Milky Way a look with less contrast, which may look washed out to some, but to others may give a more dreamy and ethereal feel.

In a similar way as the Blacks slider, the Whites slider in Lightroom allows us to selectively brighten parts of the image, effectively creating contrast when used in tandem with the Blacks slider. The Whites slider is typically what I tweak right after using the Blacks slider so that I can see the cumulative effect they have on the Milky Way. The image below shows our RAW file with the Whites slider set to +30.

Also, here is what the final Lightroom image would look like if the Whites had not been raised. Leaving the Whites slider at 0 does not have a huge overall effect in the image, but some of the glow of the Milky Way is removed, making it look slightly flatter.

After selectively adjusting contrast using the Blacks and Whites sliders, I used the general Contrast slider to further boost contrast in the image. By bring up the Contrast slider to +50, the Milky Way’s details become more isolated from the overall exposure, seemingly deepening the sky and the dust trails in the core of the Milky Way.

Without this contrast adjustment, the Milky Way in the final Lightroom image would have had slightly less punch and separation between the dark and light portions of the sky.

At this point in the editing process, we can see that the overall exposure of the Milky Way is a bit dark due to all of the adjustments made to add contrast. The dense path of stars in the core of the Milky Way does not glow at all, so I decided to raised the Exposure slider to +0.40 stops to get the overall brightness of the image closer to where I would want the final product to be.

Without this increase in exposure, the final file of Milky Way would look like it does below.

Although its designed purpose is to bring back detail in areas of an image affected by atmospheric haze or fog, the Dehaze slider in Lightroom effectively adds some serious contrast and punch to the Milky Way in night sky photos. Hidden away from the main panel in the Develop Module, Dehaze can be found in the Effects menu of the Develop Module. In addition to adding contrast, Dehaze also helps to bring out some of the colors in and around the Milky Way, including the green airglow in the bottom of the image. I bumped the Dehaze slider to +40, which was probably the most drastic adjustment thus far other than setting the White Balance. I try to carefully evaluate how much I increase the Dehaze slider, however, because pushing it too far makes the Milky Way look a bit grungier than the look I’m hoping for.

Without the increase in Dehaze, the final image has noticeably less contrast and color.

A Curves adjustment is a powerful tool that gives you a large amount of nuance control when editing a Milky Way photo. If you know how to use it properly, many of the adjustments above could be mimicked by making a Curves adjustment in Lightroom or Photoshop, as it allows you to selectively adjust shadows, midtones, and highlights of an image. When trying to add contrast to an image, you will want to make the diagonal line extending from the bottom left to the top right of the histogram overlay into an S-shape by dragging a point on the left half of the histogram down and dragging a point on the right side up. The more pronounced the S-shape, the more contrast that will be added to the image.

In playing around with Curves adjustments in both Lightroom and Photoshop in the past, I have actually found the Photoshop Curves adjustment to yield better results. Because of this, I typically don’t use the Lightroom Curves adjustment other than to check to see if either the “Medium Contrast” or “Strong Contrast” Curves presets yield an effect on the image that I like. If I have a more complicated image that requires only adding a Curves adjustment to a specific portion of the photo, I will bring the file into Photoshop and combine the Curves Adjustment with a Layer Mask. For our Milky Way-only image, I used the “Strong Contrast” preset to give a little more punch to the core of the galaxy.

The Highlights slider was one of the last ones that I touched while processing this Milky Way photo. After looking at the overall exposure, I wanted to get a little bit more glow out of the brighter parts of the Milky Way, so I boosted the Highlights slider to +30. This honestly didn’t make an enormous difference to this image. However, depending on the photo, the Highlights slider can help to be a fine adjustment tool to either add a little extra glow to the Milky Way, or to bring the exposure of the brightest parts of the image to avoid a dense area of stars to be blown out.

The Clarity slider is one of the more powerful tools in Lightroom, the effect of which can essentially be summed up as “edge contrast.” Boosting the Clarity slider provides punch and a more three-dimensional look to an image, and a little can go a long way. In Milky Way photos specifically, the dragging the Clarity slider to the right can make the stars seem to pop a bit more, while dragging it to the left is another way to give a dreamy, ethereal look to the sky, similar to an Orton Effect (which is discussed further below).

The image below shows the RAW file with the Clarity boosted to +40 to add a bit of pop to the stars.

And for a more ethereal look, this image below is the final Lightroom file with Clarity set to -40 instead of +40.

Since Milky Way photography is a constant balancing act between keeping your camera’s ISO low enough to get a relatively clean image and keeping your shutter speed short enough to prevent noticeable star trailing, noise reduction is often a necessary step in a night sky photography workflow. The Improve Photography article 5 Great Ways to Reduce Noise in Your Photos gives an in-depth comparison of the effects of different types of noise reduction.

The type of noise reduction you choose for your Milky Way photo may largely be dependent on where you ultimately want to display your photo. The photos that I plan to post on Facebook or Instagram will be compressed and, most likely, will be viewed on a small cell phone screen. If this is the case, I put very little effort into noise reduction and just boost the Luminance slider in the Noise Reduction Panel of Lightroom’s Develop Module to somewhere between +10 and +20.

If I know that the end goal of my photo is for it to be printed, I typically take noise reduction a bit more seriously because, depending on my print surface, the noise can end up being a lot more apparent. In these situations, I have two go-to methods.

Image Stacking

As detailed in 5 Great Ways to Reduce Noise in Your Photos, image stacking using a median filter in Photoshop is an extremely effective way to increase the signal-to-noise ratio in your photo. In Milky Way photography, stacking enhances faint details in the galaxy while smoothing out noise in the final photo by identifying the random luminance and color noise in each exposure and removing it. It can be time-intensive, but it is well worth the effort.

For a sky-only photo with no clouds, stacking is my preferred technique because the alignment process is quick and easy. With clouds or a foreground included, however, Photoshop can sometimes get confused about which pixels are supposed to be aligned, forcing you to align exposures manually. (If you do run into this problem, check out this tutorial on how to manually align sky exposures.) Lastly, image stacking essentially lets you to cheat in that aforementioned balancing act between your ISO and shutter speed, because it allows you to both boost your ISO and reduce your shutter speed. This results in more noise, but more pinpoint stars. After image stacking, your stars will remain pinpoint, but your noise will be greatly reduced.

Nik Dfine and Luminosity Masks

Another effective way to reduce noise in a Milky Way photo is to use a combination of Nik Dfine (Google’s free noise reduction Photoshop plug-in) to reduce noise, and a luminosity mask to selectively choose where to apply that noise reduction. If you are unfamiliar with luminosity masks, check out this in-depth article written by Brian Pex to get you started.

After loading your Milky Way image into Photoshop, open Nik Dfine and either let it analyze the noise profile in your image automatically, or do so on your own. Once Nik Dfine has finished analyzing the noise, close the plug-in and wait for Photoshop to create a new layer with the noise reduction applied. In all likelihood, Nik Dfine will do a fairly good job of smoothing out much of the noise in the image, but will also blur the boundaries between stars and the dark sky around them. In order to keep those edges crisp, we have to turn to luminosity masks.

Since the stars are mostly bright points of light, they do not show much noise to begin with, so an easy way to reduce noise everywhere except the stars is to use a luminosity mask. Many photographers and online teaching resources sell or provide free downloads of Photoshop actions to create luminosity masks. However, for the purpose of reducing noise, they can be easily created in Photoshop with a few clicks without these actions:

  1. Click on the “Channels” tab in Photoshop and CMD/CTRL click on the RGB channel
  2. Next, at the bottom of the Channels tab click “Save Selection as Channel”. This will make a new channel appear showing the selection you just created. To select more bright areas, CMD/CTRL +SHIFT click on the RGB channel and save the selection. And to select fewer bright areas, CMD/CTRL+ALT+SHIFT click on the RGB channel
  3. CMD/CTRL click on the newly created luminosity channel
  4. Go back to the “Layers” tab and click “Add a Mask” and
  5. Invert the mask by using CMD/CTRL+I.

Other Techniques

Aside from these three main pillars of Milky Way post-processing, there are an endless amount of additional editing techniques that can be used to perfect your night sky image. While it would be impossible to dig in to every possibility here, there are a few common ones that are worth being aware of.

Foreground Processing

To create a truly compelling image with the Milky Way, it’s important to include some kind of foreground or midground in the scene to add some additional interest to the image. While the Milky Way itself is spectacular to stare at, it begins to look the same in each image when shown as its own composition instead of as a part of a larger shot.

For the image below, I used most of the ideas mentioned above to get the Milky Way looking the way I wanted before switching my focus to the foreground. While this process made the Milky Way look great, all of the added contrast resulted in a very dark foreground. To combat this problem, I raised the Shadows slider in the Develop Module in Lightroom to +100, which did help a bit, but not enough for my liking.

To bring the exposure of the foreground up a bit more, a valuable option is to utilize the adjustment brush function in Lightroom to selectively adjust the image. For this shot, I used an adjustment brush with Exposure set to +0.33 and Contrast set

to -100. Keep in mind that these were the sliders in the Adjustment Brush panel and not the Basic Panel of the Develop Module, so they affected only the area of the foreground that I painted over.

This shot was made all with one exposure on a Nikon D750, which not only handles high ISO settings very well, but also has fantastic dynamic range, meaning that the sensor can capture a wide range of shadows and highlights all in one exposure. Further, the D750 is able to capture detail in the shadows of an image without also introducing large amounts of noise. If using a camera that didn’t have these qualities, however, I would instead capture the sky with a proper exposure in one scene and the foreground with a proper exposure in another. While this strategy takes a bit more effort because care needs to be taken to blend the two exposures together in Photoshop with layer masks, it also yields a cleaner image because each exposure can be captured while taking noise into consideration.

Regardless of your chosen method to enhance the foreground in your image, keep in mind that your Milky Way photo was taken at night. To keep the image looking “realistic”, if that is your goal, the foreground shouldn’t be as bright as it would be in a daylight image.

Star Reduction

Another advanced technique to add another level of dimension to your Milky Way image is to use a technique referred to as “star reduction.” Star reduction is often used in deep sky astrophotography to make stars less prominent when the main focus of an image may, for example, be a nebula or galaxy behind those stars. In Milky Way photography, since the core of our galaxy features a very dense collection of stars, star reduction in post-processing provides some separation between stars to make them seem more distinct. In order to perform star reduction to your Milky Way, open up your image in Photoshop and follow the steps below:

  1. Use the Eyedropper Tool to select a star in the photo
  2. Click Select>Color Range
  3. Use the Eyedropper Plus or Eyedropper Minus tools to select stars with varying colors to either add or remove color ranges from the selection
  4. Adjust the Fuzziness slider in the Color Range menu to tweak the amount of the image the selection effects. The image below used a Fuzziness of 60. Once you choose your Fuzziness, click OK
  5. Once the selection is made, click Select>Modify>Feather and choose a radius of approximately 1 to 2 pixels
  6. Click Filter>Other>Minimum and choose a radius of approximately 0.5. In the dropdown menu, choose “Preserve Roundness”.

Astigmatism Removal

As mentioned in the lens selection section of the Ultimate Guide to Planning Your Milky Way Photography , some lenses suffer from saggital astigmatism, the effects of which appear as bright wingtips on either side of stars on the outer portions of the image. The degree to which this astigmatism can be seen varies by lens. However, if the astigmatism is noticeable enough to take away from the quality of the image, check out this video tutorial made by astrophotographer Tyler Sichelski over at Lonely Speck for a way to correct saggital astigmatism in Photoshop.

Orton Effect

The Orton Effect is something that has been running rampant through landscape photography lately. It can provide a subtle (or not so subtle), dreamy glow to an image, which can be especially enticing in Milky Way photography. While I have never personally used the Orton Effect in a photo, it has become popular enough that it is certainly worth mentioning when it comes to post-processing Milky Way photos. There are many different ways to produce the Orton Effect, ranging from complex luminosity masking to simple adjustments. A simple search for Orton Effect on YouTube yields a variety of results. The image with the Orton Effect applied below was done with a relatively simple process by doing the following:

  1. Duplicate the Milky Way image to a new layer in Photoshop
  2. Click Filter>Blur>Gaussian Blur and a value of 10 pixels
  3. Click Image>Adjustments>Brightness/Contrast and set Brightness to 20 and Contrast to 70
  4. Set the Opacity of the new Orton Effect layer to 30%

Final Thoughts

Post-processing is an extremely subjective process. There is no right or wrong way to edit a photo of the Milky Way, but hopefully this tutorial was able to help show some of the many different post-processing tools that are currently available to photographers that can help to make your Milky Way photos come alive. Milky Way photography can be an awe-inspiring and extremely tiring endeavor, but one I personally have found to be very rewarding over the past few years. I hope this has given some insight into how to put the finishing touches on all the effort that goes into making an image of the Milky Way. Good luck!

If you are looking for advice from other photographers, you would be an excellent fit to join the Improve Your Photography Facebook Community!