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照片背后的真相:哈勃太空望远镜真正看到的是什么

在这张来自哈勃猫眼星云太空望远镜的图像中,3000光年外,一颗垂死的恒星抛出发光的气体外壳。

近20年的哈勃太空望远镜拍摄了许多标志性的宇宙图像,甚至是一部新的3D IMAX电影的明星,这部电影让观众有机会浏览这些快照。但是哈勃望远镜向我们展示了宇宙的真实面貌吗

根据美国国家航空航天局的说法,是和否。

当哈勃望远镜发射图像时,天文学家必须在太空天文台的图像向公众发布之前,对原始数据进行许多调整,例如添加颜色和将多张照片拼接在一起。

哈勃望远镜不使用彩色胶片(或任何胶片)来制作图像。相反,它的工作方式很像数码相机,使用所谓的CCD(电荷耦合器件)来记录入射的光子。

哈勃的CCD相机不能直接测量入射光的颜色。但该望远镜确实有各种滤波器,可以应用于只允许特定波长范围或颜色的光进入。哈勃望远镜可以探测到整个可见光谱中的光,再加上人眼看不见的紫外线和红外光。

天文台经常会通过多个滤镜拍摄同一物体的照片。然后,科学家可以组合图像,将蓝光分配给通过蓝色滤镜输入的数据,例如,将红光分配给通过红色滤镜读取的数据,将绿光分配给绿色滤镜,以创建全面的彩色图像。

美国国家航空航天局官员在该机构的哈勃网站上解释道:“我们经常使用颜色作为一种工具,无论是增强物体的细节,还是可视化通常人眼看不到的东西。”

对于哈勃望远镜的一些照片,例如ESO 510-G13星系,最终的结果是人们在宇宙飞船中访问遥远的景象时,用肉眼看到的颜色非常接近。

尽管即使是这些照片也是增强版的,因为大多数天体,如星云,发出的颜色太暗,人眼无法分辨。需要一台望远镜,让光线随着时间的推移在CCD中积累,才能看到哈勃照片中丰富的色调。

对于哈勃望远镜的其他图像,科学家们为滤镜分配的颜色与人眼看到的光线不一致。当使用来自红外和紫外滤光片的光时,他们会这样做,因为这些波长范围没有自然颜色,或者当组合来自同一颜色的稍微不同色调的光时。

美国国家航空航天局说:“用原始的黑白曝光制作彩色图像既是艺术也是科学。”

例如,哈勃通过三种窄波长的红光拍摄了猫眼星云,这些红光对应于氢原子、氧原子和氮离子(去除一个电子的氮原子)的辐射。在这种情况下,他们为滤镜指定了红色、蓝色和绿色,并将它们组合起来以突出细微的差异。在现实生活中,这些波长的光对人类来说很难区分。

哈勃太空望远镜于1990年4月发射,美国国家航空航天局宇航员多次到访,进行重要的维修、维护和升级。

最近一次访问是在2009年5月,当时宇航员进行了五次棘手的太空行走,添加了一台新的相机和摄谱仪,并进行了前所未有的维修和升级,使哈勃比以往任何时候都更强大。

美国国家航空航天局的科学家们希望这些升级将为老化的哈勃太空望远镜增加至少五年的寿命。


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