提起宇宙,你會想起什么?
是遍布風暴的巨大星球
是遙遠的神秘星系?
還是如夢似幻的星云?
30年來,人類透過這臺望遠鏡看到了太陽系外波瀾壯闊的宇宙景象。 然而翻看哈勃望遠鏡的原始圖像會發(fā)現(xiàn),它們的本來面目竟然都是黑白的…
文| Seni 視頻| YsX 視覺|昭昭 實習生Konkuriito亦有貢獻
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平平無奇的黑白照片是怎么變成五彩斑斕震撼巨作的?
我們能看到顏色,是因為眼睛接受到特定范圍波長的光。眼睛接收到反射光后,將其轉換為電化學信號,傳遞給大腦,我們就”看“到了顏色。當物體的所有顏色都被反射掉時,我們看到的是白色,當物體的所有顏色都被吸收掉時,我們看到的是黑色。
人眼能看到的波長范圍是400~700mm,不同波長的光反射進眼睛,才有了我們眼前五彩波瀾的世界。
哈勃望遠鏡是人類觀測宇宙的眼睛,不過它的傳感器不能像人眼一樣接受光的波長,只能記錄強度,黑白圖像能夠最大限度地呈現(xiàn)細節(jié)信息,是科學觀測的首選。
哈勃拍攝宇宙圖片時,裝配有特殊濾鏡,可以過濾光線只讓特定范圍波長的光通過并將其記錄下來。除了可見光,哈勃還可以記錄人眼看不到的紅外線、紫外線、X射線等等。
不同物質與光相互作用會產(chǎn)生截然不同的光譜。為了觀測到太空中特定波長的光,哈勃特定濾鏡每次只記錄了一種光的分布狀況。
科學家收集和分析一張張拍攝得到的光譜,就能知道它們在星球表面、宇宙空間中的位置分布等信息,從而來研究地外行星大氣的構成、恒星和星云的構成成分、星系運動等。
為了后續(xù)研究和彩圖的制作,科學家通常會使用多個濾鏡甚至多臺設備?對同一天體進行多次拍攝。 此時收獲的原始圖像并不能直接使用,要先去除宇宙射線等雜質,然后進行矯正扭曲等工作,再之后就是上色合成了。
科學家們一般會選取3張獨立曝光的黑白照片上色,選擇的色彩也并非這些拍攝對象的真實色彩,而是使用紅色、藍色、綠色。因為紅藍綠是光的三原色,它們可以重現(xiàn)所有人眼可見光的色彩,使圖片細節(jié)更加清晰,也更符合人們的觀看習慣。
最后 將它們合在一起,就得到了美輪美奐泡泡星云。
通過相似的上色方法,不僅能看見可見光部分,還能看見那些不可見光。比如當我們觀測英仙座A(希臘字母阿爾法)時,肉眼可見光只能捕捉到明亮的星系:
而實際上星系中央存在一個質量相當于25億個太陽的黑洞,釋放著巨大的噴射流,并放出無線電波,如果對無線電波進行觀測,得到的圖像變成了這樣:
在一些較為復雜的圖片中,科學家有時也會加入其它色彩,在這幅由包括哈勃在內的5臺望遠鏡一起拍攝的的蟹狀星云中,黃色部分是紅外線,紅色是無線電波,綠色是可見光,藍色是紫外線,紫色是X光。
我們看到的這些照片并不一定是天體的真實色彩,這些后期添加的顏色實際上是一種幫助理解的分析工具。因此有時由于科學家觀測的光線不同、上色不同,同一天體在不同照片中長得各不相同,但這些照片都是符合科學的。
宇宙的色彩并非五彩斑斕的黑,通過藝術與科學的結合,將幾千張圖片拼合、疊加、調色而來。從這些精彩的影像中人類看到了恒星如何誕生、如何消亡,這些來自百億光年外的星光也許就昭示了人類的過去與未來。