攝影小史 | 獵戶座大星雲早年色影

2021-02-08 天文博物館

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。

相關焦點

  • 獵戶座大星雲裡的小世界
    ,揭開了獵戶座大星雲最深處的神秘面紗。這張紅外照片為我們呈現了星雲中心數量眾多的小質量天體,它們可能是褐矮星及眾多獨立的行星質量級別的天體,數量上超過十倍於過去所認知的。這一發現向過去被大家廣泛接受的獵戶座大星雲中恆星所形成的歷史劇本提出了挑戰。歐南臺VLT拍攝的獵戶座大星雲紅外圖像(來源:ESO/H. Drass et al.)
  • 深空星野攝影,拍攝獵戶座大星雲和馬頭星雲
    這是兩名星空攝影師正在拍攝獵戶座的景象。畫面的左側,剛剛升起的獵戶腰帶三星幾乎垂直於地平線。在最下方明亮的參宿一旁是大名鼎鼎的馬頭星雲(B33)。馬頭星雲的紅色輝光,主要是星雲後方被恆星所照射的氫氣。而暗色的馬頭則主要來自濃密的塵埃遮掩了後方的光所形成。
  • 來自獵戶座的傳奇M78星雲
    M78星雲的光之國,但是對於普通的老百姓來說,對於M78星雲卻不是很熟悉,甚至很多人對於M78星雲是否存在都不清楚,這裡很明確的告訴大家,M78星雲是存在的,在科學上也有嚴格的定義,本文就為大家說明一下M78星雲的相關知識,M78星雲位於獵戶座的反射星雲,屬於梅西耶天體,M78星雲由M42和M43兩個巨大的星雲組成,M78星雲在地球上可以直接觀測,距離地球約一千六百光年,M78星雲的直徑約為四光年,
  • 星座之王 —— 獵戶座
    ▲ 圖3:歐洲南方天文臺的光學/紅外巡天望遠鏡VISTA拍攝的獵戶座大星雲M42的新照片。來源:http://sinaurl.cn/GPd9p。佩劍:獵戶腰帶的南邊,看似也有3顆星星豎著排列——那是獵戶座的佩劍。中間一顆是較模糊的亮斑,肉眼可見朦朧、乳白斑點。它其實不是單顆星,而是有名的獵戶座大星雲M42(圖3)。使用雙筒望遠鏡或者入門級單筒望遠鏡,都能很容易觀測到。上個月筆者用12寸DOB來看獵戶座大星雲,看到一個白色鷹狀物,遠不如用相機拍攝的精彩。
  • 你不知道的獵戶座星雲——「三代同堂」
    最近,安裝在歐洲南方天文臺巡天望遠鏡上的歐米伽相機(OmegaCAM)捕捉到了獵戶座星雲及其年輕星團的震撼景象。
  • 享受無罪——2020年大神們的星野攝影總結
    長焦星野攝影,已經不是個新鮮玩法,但今年這種玩法絕對最火,先是金星進入昴星團,各路豪傑就開始了長焦星野的嘗試。當晚,最火的是各種自製星芒鏡。自製星芒鏡是上古時期,流傳於天文攝影是的幾大古典技法之一,類似的還有絲襪柔焦、凡士林柔焦等,眼見就要失傳。到了年中,大彗星讓那些本來沒玩過長焦星野攝影的朋友,也不得不提升了自己的技術。
  • 教程:拍攝和處理獵戶座星座
    因此,從大約10月到4月,我們有機會觀看和拍攝夜空的不同部分:獵戶座星座。從地球上看,獵戶座位於所謂的「銀河反中心」附近。天上有一些最近,最亮的星星,如Betelgeuse,Rigel和Bellatrix,星座獵戶座在年初的夜空中佔主導地位。雖然它的星雲和彩色特徵並不像銀河系的核心那麼明亮,但我們銀河系外圍邊緣的視角獵戶座附近有一些獨特的視覺享受。
  • 日環食攝影小賽 | 專業組獲獎作品揭曉
    QHY5III462C是QHY5III系列的新成員,採用索尼STARVIS晶片,實現1920X1080高清成像,可實現120-135FPS的最高幀率,此外這個相機的兩大特性:sHCG模式和超高近紅外響應,sHCG功能提供了更強的增益和更低的讀出噪聲
  • 獵戶座大星雲中正在誕生大量恆星
    ,它中間的三顆星也很顯眼,看上去就是天幕中排列最為整齊的三顆星,它們是參宿一、參宿二和參宿三,古人又稱之為福祿壽三星,就在這三顆星的下方,也有三顆星緊湊排列,但在中間的那顆星比較明亮,其實明亮的並非那個星體,而是它附近的一片星雲——獵戶座大星雲。
  • 漫遊獵戶星雲之旅
    這個展示了可見光和紅外光波段下獵戶星雲的三分鐘影片,現今已向大眾公開。全世界的天文館和其他一些非正式的學習中心都可以利用這個短片,來幫助觀眾探索關於獵戶星雲的基本科學問題。作為領導這個團隊並開發這個影片的空間望遠鏡科學研究所的可視化科學家弗蘭克·薩默斯(Frank Summers)解釋道,「在宇宙裡飛越星雲,感受絢麗的3D世界,這將為觀眾帶來一種更好的體驗,讓大家更加真實地了解究竟宇宙是長什麼樣的。給這些令人驚嘆的照片賦予其深度和結構,這樣的3D漫遊能使公眾更好地理解宇宙。」
  • 【雙子談天】馬頭星雲
    ▼它位於獵戶座ζ星的左下處,在左側獵戶座中三亮星組成的「直線帶」指引下可以用望遠鏡找到。19世紀末,這奇怪的形狀‍match‍是哈佛大學天文臺的威廉敏娜·佛來明在1888年拍攝的B2312號幹版的一張照片底板上首次被發現。馬頭星雲是業餘望遠鏡很難觀測的天體,所以天文業餘愛好者經常將「馬頭星雲」作為檢驗他們觀測技巧的測試目標。
  • 2014色影無忌攝影嘉年華精彩連連看
    組圖/楊碩、梁爽10月18日,北京國際攝影周& 2014色影無忌攝影嘉年華在北京中華世紀壇火爆開啟,此次攝影嘉年華活動是色影無忌歷年來舉辦的規模最大,互動性最強的一屆影友盛會:無忌大講堂、十大泡菜評選、跳蚤市場以及途家·色影無忌2014影像中國旅行攝影大展頒獎典禮都將本次攝影嘉年華活動推向一個又一個的高潮。
  • 2014色影無忌攝影嘉年華就等你來!
    今年,色影無忌攜手「北京國際攝影周」共同打造「北京國際攝影周& 2014色影無忌攝影嘉年華」。我們將和全國泡菜們一起穿越國際攝影交流時空,共同參與器材交流、傳統文化風情拍攝、色影無忌大講壇等精彩活動。一場大型攝影年度盛會即將上演,還等什麼呢?按下「閱讀原文」報名吧!
  • 途家色影無忌2014影像中國旅行攝影大展徵稿啟事
    現在,我們邀請你參加一場屬於每一個熱愛用影像記錄旅行點滴的賽事——途家•色影無忌2014影像中國旅行攝影大展。大賽宗旨:說走就走 想拍就拍旅行的意義,不是目的,而是行走。大抵是因為熟悉,在自己的城市生活久了,卻越來越不知道生活是何滋味,所以,汪國真說:「熟悉的地方沒有風景」。
  • 獵戶座中最亮星,比太陽亮11萬倍,大45萬倍,或比參宿四先爆炸
    獵戶座應該是人們最熟悉的星座了,晴朗的夜晚抬頭可見,它主要有7顆明亮的大星組成,其中最明亮的也是最為人們所熟知的就是參宿四和參宿七,參宿四位於獵戶座的左上角,也就是「獵戶」的肩膀處,參宿七位於獵戶座的右下角,位置相當於「獵戶的右腳」,前者是一顆處於主序星末期的紅超巨星,所以光度變化比較大,去年9~12月份光亮一度降低40%左右
  • 探索星座,了解獵戶與金牛,太讓人驚奇了
    大家好,歡迎來到站站談星座了,今天跟大家分享一下獵戶座與金牛座獵戶座( Orion)縮寫: Ori象徵物:獵人奧瑞恩赤經: 5h赤緯: +5°面積: 594平方度位次:第26位亮星數目: (星等<3) 6最亮星:獵戶座β星(參宿七) (視星等0
  • 色影無忌· 2015中國新銳攝影獎徵稿啟示
    色影無忌·中國新銳攝影獎,尋找那個站在遠山觀看彼物的你。宗旨:色影無忌「中國新銳攝影獎」旨在尋找和挖掘極具有創新意識的青年藝術家,尤其是那些未曾在公眾視野中嶄露頭角、但極具潛力的優秀攝影師/藝術家,通過色影無忌的評選平臺和推薦機制,最終將作為中國攝影的新生力量進入公眾視野。