因為經常帶學生出去練習拍攝目標,這種經歷也不算稀罕:比如,某天練習拍攝的是某某恆星形成區,或者某某球狀星團,學生們一臉嫌棄。這時候,我只能盼著獵戶座高升,然後按下30秒的慢門,一張驚豔的獵戶座大星雲呼之欲出,學生們也一片驚呼,吵著要學拍這個。哎~你們拍去吧。話說這個星雲真是星空攝影入門者的福利,不用什麼時間,也不用什麼技術,就可以得到精彩得足以發朋友圈的天體攝影作品,而且,還能參賽呢。
這種事情如果放到更長的時標上看就有意思了。在早期,任何天體攝影都是相當大的挑戰,因此讓那些拍攝者選擇目標,獵戶座大星雲應該是首選。所以說它拍攝的歷程,也幾乎代表了星雲類攝影的歷程了。
德雷伯是天體攝影的先驅,第一個拍攝獵戶大星雲的人正是他。1880年,彼時的德雷伯使用了克拉克製造的一臺三片式11寸折射望遠鏡完成了這張作品,而這臺望遠鏡的赤道儀轉移鍾,是德雷伯自己製造的。在那個年代,11寸口徑的折射望遠鏡不可能有很快的焦比,這就意味著這個望遠鏡焦距很長,底片比例尺很大,所以拍得的照片只能是獵戶座大星雲的局部——中間著名的梯形四顆亮星部分。德雷伯的努力是值得的,憑著這張照片,他發了一篇Nature,有興趣的人可以找來看看。(Nature, Volume 22, Issue 573, pp. 583 (1880).)
首張獵戶星雲,攝影/德雷伯Henry Draper ,1880
在天體攝影領域,一直存在兩種思路。一種思路是攝影師的,總體而言可以概括為拍-覺得不夠好-再拍-再提高……另一種思路是天文學家的,則可以概括為拍-拍了?那該拍光譜了。德雷伯的獵戶大星雲照片有些模糊不清,據說他對這片星雲的曝光時間長達50分鐘,按說他的追隨者應該努力將畫質提升,使其成為一張藝術照片,然而實際上沒有。
在德雷伯成功後,天文學家們立刻想到的是,應該拍它的光譜了。1882年,哈金斯成功拍攝到獵戶大星雲的光譜,他用了更大的望遠鏡——18寸的,而曝光時間相仿,同樣的45分鐘。在這條光譜中,他發現獵戶大星雲的光譜呈明亮的線狀譜,主要的發射線有Hα、Hβ、氮雙線,甚至還有近紫外的Hγ線。與此同時,德雷伯也沒閒著,他發現他之前拍攝照片的星點過於肥大,是因為曝光過度了。在降低曝光之後,獵戶座大星雲中間那四顆星便清晰可見。另外他也拍攝了光譜,不過並沒發現那條紫外譜線。
獵戶星雲光譜,攝影/哈金斯Huggins,1882
開創之後,追隨者蜂擁而至。1880年之後,使用望遠鏡拍攝星雲類天體變得流行起來。從1883年開始到1900年,拍攝獵戶座大星雲的人多了起來,視角也逐漸豐富。到了1890年,已經有多張著名的獵戶座大星雲問世,比如Isaac Roberts使用20寸口徑的折射望遠鏡,曝光205分鐘之後得到細節圖像;1883年Common的另一張將近1度視場的作品,他的曝光時間為37分鐘。裡克天文臺也未曾落後,拍攝者之一便是在天文攝影圈大名鼎鼎的巴納德。(Publications of the Astronomical Society of the Pacific, Vol. 3, No. 14, p.57)
將近1度視場的獵戶星雲,攝影/Common,1883
細節豐富的獵戶星雲,攝影/Isaac Roberts,1890
好了,巴納德終於出來啦。畢竟他不是專業天文出身,而是從天文愛好者轉型為專業天文工作(相當華麗的轉身),同樣是對於獵戶座大星雲,巴納德有著自己的想法。首先在拍攝設備上,巴納德就捨棄瞭望遠鏡。那用什麼拍攝呢?他找來了一枚投影機的鏡頭,沒錯,就是一枚便宜的投影機的鏡頭。這倒不是說巴納德是個窮鬼,這枚鏡頭有著望遠鏡完全不同的威力——它的光圈達到了2.3。俗話說,尺有所短,寸有所長,在一百多年前如果把一個鏡頭做成這麼大光圈,一定有它不靠譜的地方。不過,巴納德忍了,因為他之前使用的鏡頭:維拉德攝星鏡,焦比只有5.0,這意味著那個投影鏡頭可以節省至少4倍的時間。成像不佳對於巴納德來說不是問題,因為他要拍的是星雲,模模糊糊的星雲。很快他就有了收穫,在對獵戶座大星雲附近進行充足曝光後,他發現了另外一個巨大的星雲——按他自己的話說,什麼獵戶座大星雲啊,和這個新發現的星雲相比,根本不值得一提!想必諸位已經猜到了,他發現的那個新的星雲,就是巴納德環。(Astronomy and Astro-Physics (formerly The Sidereal Messenger), 13, 811-814 (1894))(Popular Astronomy, Vol. 2, pp.151-154)
巴納德Barnard 之環
書歸正傳。獵戶座大星雲的拍攝進入到新的一個世紀,也就是二十世紀。這個時代對於業餘天文攝影來說還屬於萌芽階段,而專業天文攝影領域已然可以翻著花兒地拍攝獵戶座大星雲了。其中一種玩法叫做「單色像拍攝」。若是對這個詞不熟,那麼換個詞:「窄帶拍攝」,對,幾乎是一個意思。其實在1890年左右,著名的天文光譜學大師皮克林就用物端稜鏡拍攝了獵戶座大星雲。結合之前的狹縫光譜結果,人們確信在近紫外波段,獵戶座大星雲存在一個線發射,大致是3727埃。這似乎並不是Hγ的位置,而且在3727這個位置上,獵戶座大星雲的形狀確乎有些不同。所以,單色成像就很重要了。在不同的發射部分,獵戶大星雲長成什麼樣子?1905年,哈特曼做了如下拍攝。
1905年做的獵戶座大星雲單色成像
那麼,哈特曼所用的窄帶濾鏡是什麼呢?有意思了,他用了三個濾鏡。第一個濾鏡是苦味酸濾鏡。苦味酸,三硝基苯酚,底片經過它的浸泡後呈現深黃色,對於短於4800埃的光就完全截止,只能通過較長的光波,於是這種底片被用來拍攝星雲的氮雙線和Hβ線。第二種,奎寧-鈷濾鏡。利用奎寧浸泡,然後和藍色的鈷玻璃一起使用,這種濾鏡透過的是3880埃到 3740埃的紫外部分,用於拍攝紫外發射線。第三種,亞硝基濾鏡,也就是用亞硝基二甲基苯胺進行浸泡,也得到了黃色的底片,看起來和苦味酸濾鏡很類似,但實際上截然不同。這真是化學的魔法,不知現在熟用窄帶濾鏡的各位,看到此有何感想。(
Astrophysical Journal, 21, 389-399 (1905))
3727埃近紫外波段的獵戶座大星雲
氮線和Hβ線拍攝的獵戶座大星雲
噫,古之人不予欺也。這就是早期的窄帶星雲攝影,而思路,與如今並不相同。好了接下來,另一位天體攝影大師「出廠「了。確實是出廠,因為他以製造天文攝影鏡頭聞名。羅斯天文攝影鏡頭在二十世紀早期,以其出色的光學設計,幹掉了其他老廠,並驕傲地用astro給他的鏡頭命名,而羅斯攝星儀在當時應用也相當廣泛,做星雲攝影,做變星聯測等等。1927年,羅斯發表了與弗蘭克合作拍攝的獵戶座大星雲,準確地說是獵戶座的廣域深空攝影——這一點上繼承了巴納德的傳統。在他深度曝光的作品中,不但可以看到獵戶大星雲豐富的雲氣,還有巴納德環,甚至還有女巫頭。(Astrophysical Journal, vol. 65, p.137)
獵戶座的廣域深空攝影,攝影/Frank ross,1927
故事到此,似乎並沒有完,因為一個大望遠鏡時代到來了,而專業天文學家和天體攝影師的合作也即將終結,專業天文學家開始喜歡數據和圖表,天體攝影師則走向了創作的領域。有些人似乎懷念那個年代的美好,而這種美好也會被另一種美好取代。
夜晚的晴空,獵戶座還在。
天文博物館,被塵封的故事。