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星雲美圖,NASA發佈猴頭星雲絢麗照

這組漂亮的天文照片可謂來之不易, 其中有的照片是由在太空中執行任務的太空人拍攝所得;有的照片由美國國家航空航天局通過精密的儀器拍攝所得;還有的照片是通過太空中工作的衛星掃描而得。

NASA的Spitzer太空望遠鏡從仙后座Kappa拍攝到的粒子和宇宙塵埃碰撞形成的紅色衝擊波

從國際空間站上拍攝的夜間照片, 一片漆黑的朝鮮和相鄰的中國, 韓國形成了鮮明的對比

德國Jena蔡司天文館的一個新節目, 展示了銀河系的生命旅途中無數個太陽的演變過程

哈薩克的Baikonur, 俄羅斯“聯盟-U”的火箭推進器的上搭載著進步M-22M號貨運飛船

火星上的一個深約30米的隕石坑, 它的四周形成了一個爆炸區域。 因為運用了新的製作技術所以隕石坑看起來變

美國宇航局用先進星載熱發射和反射輻射儀對俄羅斯冬季奧運會舉辦城市索契進行了拍攝

使用了特殊濾波儀器的Cassini號探測器, 飛行了2560000公里後, 拍攝到了土星

土星看起來比月亮小了很多,這是因為月球在前面,這種情況稱之為掩星

一輪新月從地球上升起,這是日本宇航員Koichi Wakata在國際空間站上拍到的照片這是第一張金星的照片,是由1974年的2月NASA的水手10號飛行器拍攝的

NASA發佈猴頭星雲絢麗照

NASA發佈一組由哈勃望遠鏡捕捉的猴頭星雲的絢麗圖片,紀念哈勃望遠鏡24歲“生日”。1990年4月25日,美國太空梭將“哈勃”望遠鏡送上太空軌道。

在宇宙中,我們總是會看到這些靜謐的藍色幕簾。

這些藍色的宇宙幕簾是所謂的反射星雲。它們的色調並非本身發出,而是反射光。只要是反射星雲,通常都是藍色的,而且它們附近肯定存在著明亮的新生星團。

反射星雲的形成機制和所謂的發射星雲不同。發射星雲通常是紅色的,它們的光是自己發出的。

具體來說,當被紫外線電離後的氫重新結合為中性原子時便會發出紅光,不過假如氫能夠一直保持中性,假如它們能夠和紫外線源——恒星保持足夠遠的距離,假如被電離的氫原子不夠多——星雲也會呈現藍色。

如果用紅外相機進行成像,星雲內部的結構便會展露無遺,比如下面這張圖,星雲中的新生星團清晰可見。星雲中還存在著不透光的區域,它們內部包裹著尚未完全成形的恒星胚胎。

假如把可見光影像和紅外影像結合在一起,我們便可以得到內容非常豐富的照片,比如下圖:

多種星雲壯觀景象

肉眼能看到像照片那美麗的天文圖像嗎?

不能,很多朋友認為人眼是個很棒的相機,很遺憾,人眼是個非常差勁的相機,遠遠比市面上的民用相機要差得多,更別說和科研相機比了。定焦鏡頭,對焦速度一般,換高感模式要20分鐘,中心畫質與邊緣差很多。人眼的強大來自大腦視覺處理的強大,就好像IPHONE一樣,本身只是個垃圾手機鏡頭,但有強大的影像處理軟體做後期,就可以戰翻卡片相機了。

天文攝影主要依賴高感光和長曝光,人的眼睛顯然沒有長曝光功能,高感差不多相當於ISO25600的樣子,而且人的弱光視覺細胞只感受明暗,對色彩不敏感,所以是看不到顏色的,就算在望遠鏡上,也只能看到模糊的黑白圖像。

天文照片的色彩是怎麼來的?

天文照片的色彩是可以直接照相得來的,普通的單反甚至卡片相機就可以呈現出色彩,並不一定需要後期。

但是在彩色相機的感光板上,每個圖元分成3原色接收,也就是每個圖元利用到的光線只是實際的1/3,其他色彩都被濾色板吸收了。

為了克服這個缺點,可以採用單色CCD進行感光。在單色CCD上,圖元沒有色彩劃分,只感受明暗,每個圖元是100%吸收光線。為了讓單色攝影也獲得色彩,就需要利用濾光片。

我們將天體發出的光線中強度最大的三個頻率定義為三原色,然後用窄帶濾波鏡對原始光線進行過濾,這樣每次曝光得到的光線都是只表現單一波長光線的黑白照片。我們把3張黑白照片分別賦予紅黃藍原色,再疊加到一起,就得到了一張彩色照片。

當然實際做起來很複雜,比如高級赤道儀,導星儀,冷凍CCD,都是半專業器材了,拍攝的時候還有明場平場暗場做參考,一張照片需要很多張原始片合成,總之基本相當於半個科學實驗了。

還有最重要的,拍攝地點。美國有些地方不許開燈的。

天文照片的色彩是否是真實的色彩?

這是天文攝影中爭論最激烈的話題,實話說,不是。

由於窄帶濾波對波段的選擇是根據光線強度而非嚴格的色彩比例關係,而且最後合成時選定的也未必是三原色(更多考慮的是科學上的統一標準,最好是一看照片就知道天體的化學成分,科學界存在不同的濾色和PS標準,比如NASA色),因此與“實際”的自然色彩有差別是很正常的。另外,紅外段甚至紫外段光線的引入,也使得天體攝影的感光遠遠偏離可見光範圍,根本不是人能看到的顏色。

不過,很多人知道天文攝影色彩是後期PS合成的,就認為一切都是假的。這些朋友的標準說法是:“和肉眼看到的不一樣。”

其實,歸根結底,天文攝影是對肉眼的一種技術補償手段,你在地球上用肉眼根本就看不到這些天體的顏色,何來不一樣?

另外,由於大氣層,宇宙塵埃,還有引力透鏡等各種奇葩因素的存在,傳播到地球上的光線受到很多損失和歪曲,天文攝影的修正技術可以修正這些問題。

還有個BT的紅移問題,宇宙膨脹本身就會導致紅移,理論上所有照片都要調藍才是“真實”的色彩。特別是超新星爆發後產生的星雲,一部分高速向地球靠近,一部分高速遠離,一部分平行運動,結果就是明明星雲各部分的色彩是完全一樣的,但是你在固定一點上看到的色彩卻完全不同!

所謂自然的色彩應該是,我們坐太空船,飛到天體附近,這時光線幾乎沒有衰減,肉眼可以充分感受色彩,用IPHONE拍到的也是非常準確的色彩,可惜,暫時辦不到。

所以“我合成的這個照片就是實際的色彩,如果不是我輸你100億,請拿4光年外的現場照片為證”。

如果有空,我會從天文論壇轉幾個樣片來說明一下,不過還是先放一張我最喜歡的外國天文照片吧,就是普通相機拍的,你也能拍到。

2017.7.20

土星看起來比月亮小了很多,這是因為月球在前面,這種情況稱之為掩星

一輪新月從地球上升起,這是日本宇航員Koichi Wakata在國際空間站上拍到的照片這是第一張金星的照片,是由1974年的2月NASA的水手10號飛行器拍攝的

NASA發佈猴頭星雲絢麗照

NASA發佈一組由哈勃望遠鏡捕捉的猴頭星雲的絢麗圖片,紀念哈勃望遠鏡24歲“生日”。1990年4月25日,美國太空梭將“哈勃”望遠鏡送上太空軌道。

在宇宙中,我們總是會看到這些靜謐的藍色幕簾。

這些藍色的宇宙幕簾是所謂的反射星雲。它們的色調並非本身發出,而是反射光。只要是反射星雲,通常都是藍色的,而且它們附近肯定存在著明亮的新生星團。

反射星雲的形成機制和所謂的發射星雲不同。發射星雲通常是紅色的,它們的光是自己發出的。

具體來說,當被紫外線電離後的氫重新結合為中性原子時便會發出紅光,不過假如氫能夠一直保持中性,假如它們能夠和紫外線源——恒星保持足夠遠的距離,假如被電離的氫原子不夠多——星雲也會呈現藍色。

如果用紅外相機進行成像,星雲內部的結構便會展露無遺,比如下面這張圖,星雲中的新生星團清晰可見。星雲中還存在著不透光的區域,它們內部包裹著尚未完全成形的恒星胚胎。

假如把可見光影像和紅外影像結合在一起,我們便可以得到內容非常豐富的照片,比如下圖:

多種星雲壯觀景象

肉眼能看到像照片那美麗的天文圖像嗎?

不能,很多朋友認為人眼是個很棒的相機,很遺憾,人眼是個非常差勁的相機,遠遠比市面上的民用相機要差得多,更別說和科研相機比了。定焦鏡頭,對焦速度一般,換高感模式要20分鐘,中心畫質與邊緣差很多。人眼的強大來自大腦視覺處理的強大,就好像IPHONE一樣,本身只是個垃圾手機鏡頭,但有強大的影像處理軟體做後期,就可以戰翻卡片相機了。

天文攝影主要依賴高感光和長曝光,人的眼睛顯然沒有長曝光功能,高感差不多相當於ISO25600的樣子,而且人的弱光視覺細胞只感受明暗,對色彩不敏感,所以是看不到顏色的,就算在望遠鏡上,也只能看到模糊的黑白圖像。

天文照片的色彩是怎麼來的?

天文照片的色彩是可以直接照相得來的,普通的單反甚至卡片相機就可以呈現出色彩,並不一定需要後期。

但是在彩色相機的感光板上,每個圖元分成3原色接收,也就是每個圖元利用到的光線只是實際的1/3,其他色彩都被濾色板吸收了。

為了克服這個缺點,可以採用單色CCD進行感光。在單色CCD上,圖元沒有色彩劃分,只感受明暗,每個圖元是100%吸收光線。為了讓單色攝影也獲得色彩,就需要利用濾光片。

我們將天體發出的光線中強度最大的三個頻率定義為三原色,然後用窄帶濾波鏡對原始光線進行過濾,這樣每次曝光得到的光線都是只表現單一波長光線的黑白照片。我們把3張黑白照片分別賦予紅黃藍原色,再疊加到一起,就得到了一張彩色照片。

當然實際做起來很複雜,比如高級赤道儀,導星儀,冷凍CCD,都是半專業器材了,拍攝的時候還有明場平場暗場做參考,一張照片需要很多張原始片合成,總之基本相當於半個科學實驗了。

還有最重要的,拍攝地點。美國有些地方不許開燈的。

天文照片的色彩是否是真實的色彩?

這是天文攝影中爭論最激烈的話題,實話說,不是。

由於窄帶濾波對波段的選擇是根據光線強度而非嚴格的色彩比例關係,而且最後合成時選定的也未必是三原色(更多考慮的是科學上的統一標準,最好是一看照片就知道天體的化學成分,科學界存在不同的濾色和PS標準,比如NASA色),因此與“實際”的自然色彩有差別是很正常的。另外,紅外段甚至紫外段光線的引入,也使得天體攝影的感光遠遠偏離可見光範圍,根本不是人能看到的顏色。

不過,很多人知道天文攝影色彩是後期PS合成的,就認為一切都是假的。這些朋友的標準說法是:“和肉眼看到的不一樣。”

其實,歸根結底,天文攝影是對肉眼的一種技術補償手段,你在地球上用肉眼根本就看不到這些天體的顏色,何來不一樣?

另外,由於大氣層,宇宙塵埃,還有引力透鏡等各種奇葩因素的存在,傳播到地球上的光線受到很多損失和歪曲,天文攝影的修正技術可以修正這些問題。

還有個BT的紅移問題,宇宙膨脹本身就會導致紅移,理論上所有照片都要調藍才是“真實”的色彩。特別是超新星爆發後產生的星雲,一部分高速向地球靠近,一部分高速遠離,一部分平行運動,結果就是明明星雲各部分的色彩是完全一樣的,但是你在固定一點上看到的色彩卻完全不同!

所謂自然的色彩應該是,我們坐太空船,飛到天體附近,這時光線幾乎沒有衰減,肉眼可以充分感受色彩,用IPHONE拍到的也是非常準確的色彩,可惜,暫時辦不到。

所以“我合成的這個照片就是實際的色彩,如果不是我輸你100億,請拿4光年外的現場照片為證”。

如果有空,我會從天文論壇轉幾個樣片來說明一下,不過還是先放一張我最喜歡的外國天文照片吧,就是普通相機拍的,你也能拍到。

2017.7.20

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