澎湃新聞記者 江錦 綜合報導
2015-04-25 09:09 來源：澎湃新聞
哈勃太空望遠鏡圖像組組長Zolt Levay處理鷹狀星雲圖片。視頻來源：國家地理 編輯崔彩雲(00:27)
當地時間1990年4月24日，哈勃空間望遠鏡搭乘「發現號」太空梭升空，25年間，在進行天文觀測的同時，哈勃望遠鏡帶來的壯麗宇宙圖像激起了無數人對於宇宙深處的好奇，也在在電腦桌面、CD封面、廣告等產品中被廣泛使用。
蝌蚪星系從1990年到今天，哈勃望遠鏡在地球軌道上運行了接近13.7萬圈，累計54億公裡，執行了120多萬次觀測任務，觀察了超過38000個天體。在哈勃檔案（Hubble Legacy Archive）的網站上，提供了幾乎所有哈勃拍攝到的天體照片，搜索天體名字，即可得到不同時間拍攝的多張照片。以著名的「創生之柱」（鷹狀星雲）為例，能搜索到240張照片，但是沒有一張是我們所看到的樣子。
如果我們能在宇宙中用肉眼觀察，看到的星雲、深空到底是什麼樣？
人眼可見光的範圍只是電磁波譜上的一條窄縫，因此，人眼在宇宙中能看到的光線和顏色都是有限的。而空間望遠鏡觀測的範圍是從紫外線到近紅外線，因此空間望遠鏡能捕捉到太陽發出的紫外線和褐矮星和暗星雲發出的紅外線，人眼卻完全看不見。空間望遠鏡突破了人眼的局限，能拍攝看不見的光線，幫助人們進一步研究和了解宇宙。
哈勃望遠鏡拍攝的三張鷹狀星雲（濾鏡波長分別為502nm，656nm和673nm）。色彩絢麗的鷹狀星雲原始照片是黑白的。這是由於哈勃望遠鏡在拍攝時使用的是黑白相機，以便能提高敏感度，捕捉更多細節。射入相機的光線需要經過若干個不同的濾鏡，每個濾鏡對應一張黑白照片。這些濾鏡裝在一個可以旋轉的輪狀結構上，稱為濾鏡輪（Filter Wheel）。
哈勃的NICMOS（近紅外照相機和多目標光譜儀）的濾鏡輪，每個濾鏡輪有20個位置，裝有19個濾鏡以及1個空位。哈勃望遠鏡上搭載的廣域和行星照相機（WF/PC）原本是光學觀測使用的高解析度照相機。由NASA的噴射推進實驗室製造，附有一套由48片光學濾鏡組成，可以篩選特殊的波段進行天體物理學的觀察。
將不同波段的黑白照片按照波段對應的顏色（或者人為對應一種顏色）上色，然後混合疊加，就可以得到宇宙的「彩照」了。上色可分為三種類型，分別是自然色（Natural colour images）、代表色（Representative Color images）和增強色（Enhanced Color images）。
自然色圖片是指三個濾鏡對應的顏色基本接近人眼看到的紅色（R）、綠色（G）和藍色（B），經過混合後得到的顏色基本和人眼看到的顏色一致。
Galaxy ESO 510-G13圖片的生成過程。《科學世界》圖對人類來說，不可見光不存在對應的顏色，因此在拍攝發出不可見光的星體時，科學家選用不用的顏色來代表對應的不可見光（通常是用藍色代表波長最短的紅外光，紅色代表波長最長的紅外光，綠色代表波長適中的部分），則能製造出一張對人眼來說不可見的「彩色照片」了，這就是代表色圖片。
而「創生之柱」這張屬於增強色照片。從HLA網站上下載原始的三張黑白圖片是用了三個窄帶濾光鏡拍攝所得，分別對應硫、氫、氧三個元素。在星雲發出的可見光中，氫和硫發出紅光，氧發出綠色的光。由於氫原子和硫離子都發出紅光，如果用自然色來處理，二者無法區分。因此，用綠色來代表本來發紅光的氫原子；硫離子保持紅色，而發出綠光的雙電離氧用藍色來代替。經過這樣的處理，不僅視覺上美不勝收，更可以幫助科學家直觀的了解鷹狀星雲的成分。
未經顏色增強的「創生之柱」圖片大部分為紅色。《科學世界》圖1995年哈勃望遠鏡公布的鷹狀星雲照片。2005年哈勃望遠鏡再次拍攝的鷹狀星雲。對比十年前的照片，顏色有明顯差異。因此，從人眼感知的角度講，我們所見到的哈勃望遠鏡拍攝的星雲、星系等並不是「真實」的，而是經過後期著色和處理的，在處理的過程中，科學家按照一定的規範進行，當然，愛好者們也可以創作屬於自己的宇宙圖像。
哈勃檔案（Hubble Legacy Archive）網站提供的原圖，經過ESA/ESO/NASA FITS Liberator這一軟體解析成Photoshop可讀TIFF格式後，將著色不同的多個圖層混合後，進行色階和飽和度等調整，就可以得到一張新的照片。
經過澎澎和湃湃重新著色的鷹狀星雲，和哈勃官方公布的照片還是有些差距。歐洲空間局和哈勃望遠鏡聯合推出活動並提供教程和素材，希望愛好者共同開發「隱藏的寶藏」，讓這些宇宙圖像不僅僅是被少數科學家用來研究的，更可以讓公眾參與其中。
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