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大家可能會覺得這些照片都是直接照的如上圖，那些星云是那么的五彩斑斕，讓人嘆為觀止。但事實上，每一張圖片都經(jīng)歷了從一開始捕捉圖像數(shù)據(jù)到最終出現(xiàn)在我們的彩色屏幕上的多層處理和加工。而那些在泰國之外的巨人空可能實際上并沒有你想象的那么美好。

圖1是馬頭星云IC 434(右上)和NGC 2023星云(左下)的兩張照片，上面這張和我們通?？吹降拇蠖鄶?shù)星云照片一樣經(jīng)過處理。另一張是所謂的“自然色”照片，它基本上記錄了人眼觀察馬頭星云時的樣子。

對比兩張圖，你可能會有點失望。我想問為什么科學(xué)家，媒體，編造了圖1中這么華麗的顏色來欺騙我們。其實不是這樣的。細(xì)心的人可能會發(fā)現(xiàn)這兩張圖包含的信息是不一樣的。上方左下角的NGC-2023星云顯然包含了許多細(xì)節(jié)。也就是說上圖不是從下圖修改過來的，我可以肯定的告訴你，多余的細(xì)節(jié)不是人畫的。

那么這些細(xì)節(jié)是從哪里來的呢？還有下圖中艷麗的紫色是怎么從上圖中消失的？從什么是顏色開始。

所謂的顏色，其實只是對光波長的一種感知，也就是電磁波。我們稱波長為620–750納米(10-9m)的光為紅色，570–590納米為黃色，450–495納米為藍(lán)色，依此類推。此外，還有許多波長的光超出了我們?nèi)庋劭梢钥吹降姆秶?。比如紅外線，紫外線，等等。

對于天文學(xué)家來說，其他波長的光和可見光一樣重要。其他波長通?？梢蕴峁┛梢姽鉄o法提供的信息。舉個例子，一個黑洞在可見光下是完全黑暗的，但是它邊緣高速加速的物質(zhì)釋放出的X射線我們可以探測到。

圖1上面的圖片實際上是用三個近紅外窄帶濾光片拍攝的。換句話說，這張圖片的三種顏色，紅、綠、藍(lán)，實際上代表了三個波長范圍，但這三個波長范圍不是原來紅、綠、藍(lán)代表的三個波長范圍，而是屬于紅外線的三個波長范圍。

所以，其實第一張圖并沒有任何騙人的成分，只是因為它原本的三種顏色我們看不見。為了讓我們看到，我們只能用紅、綠、藍(lán)來代替原來的顏色。

大部分星云照片拍攝的時候，其實拍了好幾次。每次拍攝都將使用不同的濾鏡，只有特定波長的光才能通過，并分別獲得灰度照片。從黑色到白色的灰度代表照片曝光時由該網(wǎng)格的光敏元件檢測到的光子數(shù)量，也稱為光強(qiáng)。黑色表示完全沒有光，白色表示大量光子被那個格子的感光元件探測到。天文學(xué)家大部分時間只分析這些灰度照片。圖2顯示了獵戶座星云在不同濾鏡下的三張照片。

乍一看可能感覺差不多，但仔細(xì)看就會發(fā)現(xiàn)不同波長提供的細(xì)節(jié)不同。圖3列出了哈勃望遠(yuǎn)鏡上配備的濾光器。

所以我們看到的每一張哈勃望遠(yuǎn)鏡的照片，其實都是通過不同濾鏡拍攝的幾張照片的合成。在這個合成過程中，一個重要且主觀的步驟是給不同的波長范圍添加顏色。為了達(dá)到最漂亮的效果，可能分配的顏色不一定是紅、綠、藍(lán)，而是棕色和奶油色。

但是請不要因為看到的顏色不是真的顏色而感到沮喪。雖然后來添加了顏色，但是單個濾鏡拍攝的照片永遠(yuǎn)不會被分配兩種顏色，不同的顏色肯定代表同一張成品照片中不同的波長范圍。也就是說，成品圖片所表達(dá)的信息與灰度圖片是一樣的，只是表達(dá)方式變得更為大眾所接受。在不同的波長范圍內(nèi)加入不同的顏色，讓我們可以看到這些肉眼無法直接看到的“顏色”，這不是很神奇嗎？

拍攝星云主要有兩種濾鏡:窄帶和寬帶。星云發(fā)出的光的波長是特殊且固定的，很容易與城市光害的光區(qū)分開來。窄帶濾光器是指僅通過小波長范圍(通常小于22納米)的濾光器。寬帶濾波器允許更大的范圍，但兩者都可以有效地消除鹵素?zé)艉蜔晒鉄舭l(fā)出的光。寬帶濾光片不能有效消除部分LED燈發(fā)出的光，但對于一些昏暗的目標(biāo)，在地面觀察時窄帶濾光片提供的成像光太少。所以，兩者各有利弊。

除了波長，拍攝過程中還有其他需要擔(dān)心的事情。首先，因為大多數(shù)被拍攝的物體都很暗，所以當(dāng)照片曝光時，光敏原件需要更長時間才能捕獲足夠的光子。但是因為地球是旋轉(zhuǎn)的，時間長了就會偏轉(zhuǎn)。為了保持望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)同一個目標(biāo)，需要使望遠(yuǎn)鏡隨物體移動。另外，為了減少光學(xué)色差，哈勃望遠(yuǎn)鏡這種更精確的望遠(yuǎn)鏡是不能拉遠(yuǎn)拉近的，因為會改變鏡頭的排列，所以每次能照亮的范圍通常是固定的，而且這個范圍通常很小，所以要得到一個大的，很多小塊必須拼接在一起。

你看，我們最后看到的每一張成品圖片都要經(jīng)過漫長的拍攝過程，拍攝后還要經(jīng)過上色、拼接等后期處理。說了這么多，希望以后看到那些天文照片的時候，不僅能感嘆宇宙的偉大與壯麗，也能看到背后的人所付出的努力。(本文由@Mangle Kuo提交)

以下兩分鐘視頻，以螺旋星系NGC3892為例，向我們展示了哈勃圖片從拍攝到制作的完整過程，由@柚子木字幕組翻譯制作

來源:

一:維基百科:“天文濾鏡”

http://en.wikipedia.org/wiki/Astronomical_filter

二:哈勃望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)站:“天文圖像處理導(dǎo)論”

http://www . space望遠(yuǎn)鏡. org/projects/fits _ liberator/impoc/

三:哈勃官網(wǎng):“圖片背后:顏色”

http://Hubble site . org/gallery/after _ the _ pictures/meaning _ of _ color/

四:羅素·克羅曼天文攝影網(wǎng):“馬頭星云IC 434和NGC 2023自然色星云”

http://www.rc-astro.com/photo/id1071.html

五:安的天文新聞:“馬頭星云IC 434和NGC 2023星云”