如此縹緲夢幻的星雲原來是黑白照?加上色彩才是大製作

2020-12-03 趣知科學小課堂

星雲概述

星雲(Nebula),是稀薄的氣體或塵埃構成的天體之一。它們的主要成分是氫,其次是氦,還含有一定比例的金屬元素和非金屬元素。

星雲和恆星有著密不可分的關係。恆星拋出的氣體將成為星雲的部分,星雲物質在引力作用下壓縮成為恆星。在一定條件下,星雲和恆星是能夠互相轉化的。

由於早期望遠鏡解析度不夠高,河外星系及一些星團看起來呈雲霧狀,因此把它們也稱之為星雲。哈勃測得仙女座大星雲距離後,證實某些星雲其實是和我們銀河系相似的恆星系統統。由於歷史習慣,某河外星系有時仍被稱之為星雲。

為星雲加上色彩

光的本質是電磁波。無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線都是電磁波,只不過波長有所不同。對人的眼睛來說,只能看到可見光的波長,不能看到的有很多。這就說明了我們看見的星空,只能是可見光的波長範圍。實際上不用望遠鏡,只用肉眼就可以看到好幾個星雲。

那我們看到的星雲照片是怎麼做成如此宏偉絢爛的呢?

為了獲取更豐富的星空信息,哈勃望遠鏡會使用不同濾鏡,只讓特定波長的光線通過,多次拍攝同一場景的黑白照片,然後後期轉化成3幅圖像。每幅都代表著不同原子所發出的輻射。為了體現出這些照片的不同,就為這些不同的照片使用不同的顏色區分,這樣也可以顯現出星雲不同區域物理性質的不同。

獵戶星雲

所以每張我們看到的夢幻絢爛的照片,都是有好幾張透過不同濾鏡照出來的照片合成的。而在這個合成的過程中,很重要也很主觀的一步就是分別為不同的波長範圍加上顏色,而為了達到最美觀的效果,就會應用非常多的顏色。

色彩的應用

如果對星光進行更仔細的分析,就可以得到更多的信息。天文學家們設想,用稜鏡來分析來自天體的光,通過研究譜線的不同位置(即不同波長或說不同顏色),並將其與地球上實驗室中得到的不同物質的特徵譜線相比較,就有可能確定該天體中都含有哪些元素及含量的多少(含量與光譜線強度有關),這就是天體光譜分析技術。

理論上來說,天文學家只需要處理數據,不需要管圖片是什麼樣。但是相對於枯燥的數據,直觀的圖像更能讓科研人員在其中發現規律,如對稱性,聚集性,方向性等。而偽彩圖像可以把很多數據直觀的表現出來,比如溫度、金屬豐度、密度、磁場等資料。而且,在很多領域(比如星系分類),大多數天體一張圖就可以直觀的得到結論,而不需要繁複的數據處理。同時,在向別人介紹成果時,一張圖比很多語言要有說服力的多。

這麼絢爛多彩的星空,要感謝為星雲加上色彩的人。

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