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当地时间1990年4月24日,哈勃空间望远镜搭乘“发现号”航天飞机升空,25年间,在进行天文观测的同时,哈勃望远镜带来的壮丽宇宙图像激起了无数人对于宇宙深处的好奇,也在在电脑桌面、CD封面、广告等产品中被广泛使用。 ![]() 从1990年到今天,哈勃望远镜在地球轨道上运行了接近13.7万圈,累计54亿公里,执行了120多万次观测任务,观察了超过38000个天体。在哈勃档案(Hubble Legacy Archive)的网站上,提供了几乎所有哈勃拍摄到的天体照片,搜索天体名字,即可得到不同时间拍摄的多张照片。以著名的“创生之柱”(鹰状星云)为例,能搜索到240张照片,但是没有一张是我们所看到的样子。 如果我们能在宇宙中用肉眼观察,看到的星云、深空到底是什么样? ![]() ![]() ![]() ![]() 色彩绚丽的鹰状星云原始照片是黑白的。这是由于哈勃望远镜在拍摄时使用的是黑白相机,以便能提高敏感度,捕捉更多细节。射入相机的光线需要经过若干个不同的滤镜,每个滤镜对应一张黑白照片。这些滤镜装在一个可以旋转的轮状结构上,称为滤镜轮(Filter Wheel)。 ![]() 哈勃望远镜上搭载的广域和行星照相机(WF/PC)原本是光学观测使用的高分辨率照相机。由NASA的喷射推进实验室制造,附有一套由48片光学滤镜组成,可以筛选特殊的波段进行天体物理学的观察。 将不同波段的黑白照片按照波段对应的颜色(或者人为对应一种颜色)上色,然后混合叠加,就可以得到宇宙的“彩照”了。上色可分为三种类型,分别是自然色(Natural colour images)、代表色(Representative Color images)和增强色(Enhanced Color images)。 自然色图片是指三个滤镜对应的颜色基本接近人眼看到的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B),经过混合后得到的颜色基本和人眼看到的颜色一致。 ![]() 对人类来说,不可见光不存在对应的颜色,因此在拍摄发出不可见光的星体时,科学家选用不用的颜色来代表对应的不可见光(通常是用蓝色代表波长最短的红外光,红色代表波长最长的红外光,绿色代表波长适中的部分),则能制造出一张对人眼来说不可见的“彩色照片”了,这就是代表色图片。 而“创生之柱”这张属于增强色照片。从HLA网站上下载原始的三张黑白图片是用了三个窄带滤光镜拍摄所得,分别对应硫、氢、氧三个元素。在星云发出的可见光中,氢和硫发出红光,氧发出绿色的光。由于氢原子和硫离子都发出红光,如果用自然色来处理,二者无法区分。因此,用绿色来代表本来发红光的氢原子;硫离子保持红色,而发出绿光的双电离氧用蓝色来代替。经过这样的处理,不仅视觉上美不胜收,更可以帮助科学家直观的了解鹰状星云的成分。 ![]() ![]() ![]() 因此,从人眼感知的角度讲,我们所见到的哈勃望远镜拍摄的星云、星系等并不是“真实”的,而是经过后期着色和处理的,在处理的过程中,科学家按照一定的规范进行,当然,爱好者们也可以创作属于自己的宇宙图像。 哈勃档案(Hubble Legacy Archive)网站提供的原图,经过ESA/ESO/NASA FITS Liberator这一软件解析成Photoshop可读TIFF格式后,将着色不同的多个图层混合后,进行色阶和饱和度等调整,就可以得到一张新的照片。 ![]() ![]() 欧洲空间局和哈勃望远镜联合推出活动并提供教程和素材,希望爱好者共同开发“隐藏的宝藏”,让这些宇宙图像不仅仅是被少数科学家用来研究的,更可以让公众参与其中。 |
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