时间: 2022-06-28 14:01:52 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 113次
在春秋季节交替之时,如果天空比较晴朗,我们或许会有机会看到银河系“云母屏风烛影深,长河渐落晓星沉”的美景。
看不到也别遗憾,发达的互联网依然为我们提供很多来自哈勃望远镜拍摄到的五彩斑斓的星系或星云图像。
而事实上哈勃望远镜使用的是黑白图像传感器,颜色是许多天文学家依据不同波长的光所对应的光谱,后期人为的给照片加上去的颜色。
那么真实的星系或星云下,我们是否还能看到照片上那般璀璨绚丽的美景呢?今天我们就来探索一下答案。
颜色的本质是什么,人眼是如何分辨颜色的?在日常生活中,之所以我们能看到物体,是因为眼睛接收到这个物体可以发出或者反射光线,当然,如果它不发出也不反射任何光线,我们看到的就是完全黑暗的世界了。
← 波长越短 ← 频率越高 波长越长 →频率越低 →
而光的本质上是电磁波,它存在各种颜色则是因为不同波长的电磁波所对应的颜色不同。其实对于人们来说,物体能够呈现出不同的颜色,是由于组成这个物体的成分和结构各不相同,从而导致物体吸收和反射的电磁波的频率不同,所以我们可以认为:颜色的本质是它们反射的电磁波频率不同。
举个例子,我们能看到绿色的草,是因为在太阳光的照射下(太阳光的是由7种颜色的光组成的一种复合光),草吸收了除绿色以外波长的光线,反射了绿色对应波长的电磁波,最后反射到我们眼睛里,所以我们看到的草的颜色就是绿色的。
现在我们再来看肉眼的成像原理,人眼在接收到可见光时,会先经过眼睛的折光系统,然后,在视网膜上成像,最后被感光细胞感受到。
感光细胞又分为两种:
视锥细胞:这种细胞可以分辨颜色,但是只能在比较亮的环境下工作。色盲就是因为缺少对应颜色的视锥细胞导致的。视杆细胞:分辨颜色的能力很差,但是可以在昏暗的环境下工作,视杆细胞占比更多,所以我们晚上能看的很清晰。之所以我们在望远镜中看到的景象都是接近黑白的,就是因为人眼的夜视能力比较差,无法更好的分辨颜色,才导致看到的星系都是白花花的一片。
了解天文摄影的朋友应该会的,如果只通过肉眼观察,从望远镜里看到的星系只会是暗淡无光的黑白景象,原因就在人眼在弱光条件下对色彩的不敏感。
其次就是曝光时间,当我们进行深空摄影时,仅仅通过瞬间的曝光根本无法得到更多的细节,这就需要来增加曝光时间,那些美丽的星系图片,都是短则几十分钟,长达几十小时的曝光,才得到的照片。
而哈勃望远镜又和普通天文望远镜不太一样,众所周知,哈勃望远镜是处在地球大气层之上的一台光学望远镜,这么做的好处也显而易见,拍摄时不会受到恶劣天气、光污染、大气湍流等影响。
在宇宙中,可接收到的电磁波频率,远不止肉眼可见的(380-760纳米)那么狭窄。所以想要获取到更多的来自宇宙中的信息,就必须接受到更广泛的电磁波频率范围。
要知道,哈勃望远镜的任务可不仅仅是拍个照片这么简单,它还需要分析遥远天体的组成成分,含有的元素是什么,测量星系距离等重任,然后人们通过收集到的数据计算宇宙大小和年龄,以及各种天体的起源。
尽管哈勃望远镜也属于光学望远镜,但不一样的是,它并不会把接收到的光线直接进行成像,而是要经过光谱仪对光线进行光谱分析,以此来得到更多的数据。
那么光谱分析的原理是什么?我们从微观角度来看,所有的元素都是由原子组成的,而原子则是由原子核以及电子组成。原子核外的电子,按照能力的高低可以分成不同的能级,能量最低的基态能级,其他为激发态能级。
正常情况下,电子是不会发生跃迁的,但是原子接收到外界的能量,原子就会吸走电子跃迁所需要的能量与之对应特征波长的光,于是提供能量的光就会缺失一段特征波长的光线,这就是吸收光谱。同理电子返回基态时也会释放能量,称作放射光谱。
对于接收到光线,通过测量不同物质的吸收光谱、发射光谱等, 由于不同元素的光谱在不同的位置都会有与之对应颜色的谱线或者是缺少对应的谱线,但总的来说,含义相同元素物质的谱线总会在同一个位置具有相同颜色的谱线。
这也是为什么哈勃望远镜为何用黑白图像传感器工作的原因,因为通过光谱分析,本身就可以知道遥远星系的色彩以及元素组成。
回到题目中,如果我们有机会亲自站在一片星云前,我们看到的又会是什么样的呢?此时你的脑海中是不是已经浮现出很多科幻电影的画面了?但我要很遗憾地告诉你的是,我们无法看到像NASA发布的照片那样五彩斑斓。
首先宇宙中的大部分星云都是非常暗的,再加上人眼在昏暗环境下,分辨颜色的能力更差,就像在深夜里走在一条没有任何灯光的小路一样。
其次是哈勃拍摄的照片有很多细节来自于不可见光,科学家通过特定波段映射到RGB上,才把人眼看不到的波段的电磁波转换为可见光呈现出来。
那么绚丽的星云难道就没有颜色吗?显然不是,只是肉眼看到的是照片中的不一样罢了。
再来举个例子:比如我们在夜晚的月光下,看东西都是接近黑白色调的,就是因为环境光线不足,以至于我们不能更好的分辨颜色,但我们并不能说它们是没有颜色的。
天文学家只是尽可能的排除干扰,还原出它们原本应有的颜色,把人眼看不到的东西转换为人眼可见的形式呈现在我们眼中。
而五彩斑斓的星系图片,一定程度上也更能激发人们对科学的兴趣以及对宇宙探索热情,对神秘的星空也抱有更多的幻想。
肉眼能看到星云。暗星云、猎户星云就比较显目可见。
如果气体尘埃星云附近没有亮星,则星云将是黑暗的,即为暗星云。暗星云由于它既不发光,也没有光供它反射,但是将吸收和散射来自它后面的光线,因此可以在恒星密集的银河中以及明亮的弥漫星云的衬托下发现。
暗星云的密度足以遮蔽来自背景的发射星云或反射星云的光(比如马头星云),或是遮蔽背景的恒星。天文学上的消光通常来自大的分子云内温度最低、密度最高部份的星际尘埃颗粒。大而复杂的暗星云聚合体经常与巨大的分子云联结在一起,小且孤独的暗星云被称为包克球。
这些暗星云的形成通常是无规则可循的:它们没有被明确定义的外型和边界,有时会形成复杂的蜒蜒形状。巨大的暗星云以肉眼就能看见,在明亮的银河中呈现出黑暗的补丁。在暗星云的内部是发生重要事件场所,比如恒星的形成。
扩展资料
由于观测工具的限制,历史上,星系曾与星云混为一谈。 星系一词源自于希腊文中的galaxias,广义可以是由无数的恒星系(当然包括恒星的自体)、尘埃(如星云)组成的运行系统。
参考我们的银河系,是一个包含恒星、气体的星际物质、宇宙尘和暗物质,并且受到重力束缚的大质量系统。
典型的星系,从只有数千万(107)颗恒星的矮星系到上兆(1012)颗恒星的椭圆星系都有,全都环绕着质量中心运转。除了单独的恒星和稀薄的星际物质之外,大部分的星系都有数量庞大的多星系统、星团以及各种不同的星云。
在可以看见的可观测宇宙中,星系的总数可能超过一千亿(1011)个以上。大部分的星系直径介于1,000至100,000[4]秒差距,彼此间相距的距离则是百万秒差距的数量级。星系际空间(存在于星系之间的空间)充满了极稀薄的等离子,平均密度小于每立方米一个原子。
多数的星系会组织成更大的集团,成为星系群或团,它们又为聚集成更大的超星系团。这些更大的集团通常被称为薄片或纤维,围绕在宇宙中巨大的空洞周围。
参考资料来源:百度百科-星云 (星云天体)
完全可以的,全天最显著的星云包括:
M42 猎户座大星云、M8 礁湖星云;前者的亮度是4.2等,条件稍好就能看到;后者的亮度是6.0等,如果看到的话那必然是非常良好的条件了。
如果把以星云为名的星系也算在其中的话,那就更多了,包括:
M31 仙女座大星云、大/小麦哲伦星云,仙女座星云的亮度是4.8等,条件比较好就能看到。后面两个星系,从名字就能看出,其一:肉眼可以观测到、其二:在南半球才比较容易观测。
下面是一张猎户座的照片,楼主能不能从中找到M42呢?我想应该不难吧?
弥漫星云没有明显的边界,呈现为不规则的形状,犹如天空中的云彩,但是都能观测到。它的直径在几十光年左右,密度平均为每立方厘米10个至100个原子。主要分布在银道面附近,比较著名的有猎户座大星云、马头星云等。
呈圆形、扁圆形或环形,有些与大行星很相像,因而得名,但和行星没有任何联系。它的样子有点像烟圈,中心是空的。有一颗很亮的恒星在行星状星云的中央,称为行星状星云的中央星,是正在演化成白矮星的恒星。行星状星云的生命十分短暂,通常这些气壳在数万年之内便会逐渐消失。
超新星爆发时﹐恒星的外层向周围空间迅猛地抛出大量物质,这些物质在膨胀过程中和星际物质互相作用﹐形成丝状气体云和气壳遗留在空间﹐成为非热射电源﹐这就是超新星遗迹。
超新星遗迹是一类与弥漫星云性质完全不同的星云,它们是超新星爆发后抛出的气体形成的。
与行星状星云一样,这类星云的体积也在膨胀之中,最后也趋于消散。最有名的超新星遗迹是金星座中的蟹状星云,它是由一颗在1054年爆发的银河系内的超新星留下的遗迹。
旋涡星云离地球最近的行星状星云,位于宝瓶座南部。这个星云虽然十分漂亮,但是在城市秋季的夜空中,就是用小型望远镜也无法找到。这是因为它离地球太近了,导致光源分散,必须要通过广视野中型望远镜在较黑暗的夜空才能看清。倘若在农村,用强力双筒镜就有可能看到。
在1747年由法国天文学家勒让蒂尔首先发现。这个星云上有3条非常明显的黑纹,它的形状就好像是3片发亮的树叶紧密而和谐地凑在一起,因此被称作三叶星云。由于星云上面那格外醒目的3条黑纹,也有天文学家将它叫作三裂星云。三叶星云位于人马座,使用大型天文望远镜可以拍摄三叶星云的彩色照片。在三叶星云的中心有一个包含有炽热年轻恒星的疏散星团。这些恒星发出强烈的辐射轰击周围星云中的氢原子,使它们失去了电子,当电子与质子再次组合时,它便发射出奇特的光——其中之一就是在星云中所能见到的红色光。
有的星云是恒星的出生地,星云尘埃在引力作用下渐渐收缩成为新的恒星,如猎户座的M42星云。M42星云是位于猎户座的发射和反射星云,也是著名的猎户座大星云,属弥漫星团。也有的是老恒星爆炸后的残骸,如天鹅座的网状星云。网状星云是星核喷出的高能量物质火焰造成的。
弥漫星云
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