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船底座星云，哈勃天际千里镜拍摄的这张像片展现了其中恒星出身的惊东谈主细节｜NASA
环球齐见过NASA发布的秀好意思的星云照，它们往往有着丰富的细节和多彩的心理，每次一发布就会成为热点桌面图片。但推行上，即便借助大口径千里镜，咱们用肉眼也看不到这些秀好意思的星云星系，只可看到灰不溜秋的一小团。
左图为模拟的东谈主眼看到的猎户座大星云｜作家拍摄
右图为哈勃天际千里镜拍摄的猎户座大星云｜NASA
那么问题来了，NASA骗东谈主了吗？这些梦境的像片是NASA“P”的吗？那些深深嵌入在天地中的天体，到底是什么心理？
哈勃拍摄的M104凉帽星系｜NASA
果然假的？
深空天体到底有莫得心理？
有。
天文限制对“心理”有好多种不同的界说，本文所使用的“心理”指的等于日常生存中所用的红、绿、蓝等观念。
大部分深空像片的拍摄对象齐是三类天体：星云、星系和星团。星云等于天地里的一些气体和尘埃；星团等于许多恒星的蚁集体；星系则是恒星、星云、星团和暗物资等等等等的蚁集体。通盘这些深空天体齐是有心理的。
像太阳这么的恒星是天地天体光泽的主要着手之一。邪恶累累的恒星会因温度不同从而发达出由黄到蓝的心理，往往情况下，恒星的名义温度越高，恒星的心理就越偏蓝，反之就越偏黄。
而大部分星团和星系发出的光齐是由包含其中的恒星的光构成的，是这些恒星的心理之和。
有些星云中的氢原子被引发发出红光，这些星云的主要心理就会呈现出红色。另一些星云会因为散射隔邻恒星的光从而透露出蓝色，就像咱们的天际散射太阳光也透露成蓝色雷同。
哈勃拍摄的猫眼星云｜NASA
为什么我看不见？
天地中的天体确乎是秀好意思多彩的。不外大部分天体是咱们用肉眼看不到的，哪怕咱们把眼睛瞪得像铜铃。
东谈主眼之是以看不到深空天体的心理，并不是因为它们莫得心理，仅仅因为这些深空天体太过远处，且对咱们来说太暗了。东谈主眼讲求感受颜色的视锥细胞，并不可灵验识别暗弱物体的心理。假如咱们能将这些深空天体变亮几千几万倍，那么咱们通过东谈主眼也能看到他们的颜色了。仔细回念念一下，你更阑摸黑起夜的时间，能不可看清你们家产物的心理呢？
大致用这个山魈道理吧｜在家办公的裁剪在茅厕里拍的果壳商店量子积木
那那些像片是？
至于那些秀好意思多彩的深空天体像片，有很大一部分确乎是信得过的颜色，但也有一些是合成的、与东谈主眼视觉不符的伪色。所谓“信得过的颜色”，咱们这里将它浮浅界说为“在光泽敷裕的情况下，东谈主眼看到的颜色”。尽管不同的像片可能在饱和度和色相上头有一些加工，但轻视是允洽东谈主眼的视觉风俗的。
深空照相像片的颜色主要有三种生成方式。咱们不错诈骗单色滤镜拍摄红绿蓝通谈合成彩色像片，也不错诈骗彩色相机径直拍摄彩色像片。这两种步伐生成的心理齐是信得过的心理。第三种方式等于拍摄其他波段的信号来生成伪色，而伪色就不再是“信得过的颜色”了。
天然天文照相师在进行像片的后期惩处时也例必会对图像的对比度，饱和度等等进行允洽的休养，不外这些操作在日常的餍足照相中也十分常见，一张餍足原片和后期惩处过的片子往往会带给东谈主们不同的感受。
左图为原图，右图为历程一定后期惩处的图片，这张像片拍摄了一种很常见的天象：日晕｜裁剪拍摄
给天地上色的3种步伐
3个滤镜拍3张像片，然后合成
先发一张我用这个步伐拍的M20三叶星云的像片镇楼。后文屡次用到这个星云的像片来例如，请记取它的花样。
M20三叶星云，三叶星云位于东谈主马座，梅西耶编号是M20。它由辐射星云和反射星云组合而成，因形态像三片树叶而得名。｜作家拍摄
一般来说，专科天文台使用的相机齐是单色短长相机，它们拍摄的深空天体像片是通过三个通谈颜色合成的方式来体现天体心理的。通过在单色相机前边加上特定的滤镜，咱们不错只让特定心理的光通过，只拍摄天体的红光、绿光和蓝光，得回红（R）绿（G）蓝（B）三个通谈的3张像片，再用这3张单色像片合成1张彩色图片。终末通过允洽的白均衡设施，一张彩色的深空天体像片就惩处完成了。
从左到右挨次是上头那张图三叶星云的红、绿和蓝色通谈。
1个像素拍1种心理，然后靠猜
第二种步伐比第一种步伐更浮浅粗暴，等于径直用经常的彩色相机拍摄。
有些东谈主对上一种RGB通谈合成的方式存在质疑，合计这种合成的颜色并不可代表天体信得过的颜色。但事实上咱们经常的彩色单反相机、手机乃至东谈主眼齐是通过这种多通谈合成的方式来生成彩色图像的。
只不外咱们的相机和手机并不需要像上文先容的那样，更换不同滤镜拍摄三张像片。那是因为这些相机还是在每一个像素名义齐狡饰了一派滤镜，让每一个像素只禁受R、G、B其中一种心理的光，这种滤镜叫作念“拜尔滤镜”。这么每个像素齐领有了其中一个通谈的信息，而这个像素其他两个通谈的信息不错通过周围像素的数据用插值的步伐猜出来。
拜尔滤镜暗示图，不同感光元件的拜尔滤镜陈设方式和透过弧线齐不雷同，佳能相机往往是如图所示的RGGB（红绿绿蓝），最新的华为手机则是RYYB（红黄黄蓝）｜作家制作
举一个最浮浅的例子，咱们用单反相机去拍摄一朵红色的花，在花的部分只须名义狡饰红色滤镜的像素能够感受到光泽，而它周围名义狡饰绿色和蓝色滤镜的像素齐没什么信息，因此颖异的相机就不错猜出这一派区域的心理齐是红色。
从左到右永诀是月季花的信得过颜色、红色通谈和绿色通谈。｜原图来自图虫创意，由裁剪通谈索取
不外毕竟是猜出来的，通过拜尔滤镜算出的心理是远不如永诀拍摄RGB三个通谈后合成的心理的。尤其是当一颗星星在像片中只占一两个像素大小的时间，猜色的准确度就大大镌汰了。
底下再次有请三叶星云闪亮登场。底下三张图永诀是我用第一种步伐和第二种步伐拍摄的三叶星云。你仔细品，心理其实并莫得太大的辞别，齐是信得过的颜色。
左图：诈骗天文台相机RGB通谈拍摄；右图：经常彩色相机接上千里镜拍摄｜作家拍摄
以上两种步伐其实推行上莫得很大区别，齐是通过只允许透过特定光的滤镜拍摄。这种滤镜叫作念“宽带滤镜”，指的是能够透过一定鸿沟波长的光泽的滤镜，通过鸿沟一般在几百纳米。
这回这个是假的
咱们能够通过红绿蓝通谈合成来体现天体信得过的心理。不外针对前文对“信得过的心理”的界说，有些深空天体的像片心理并不是天体信得过的心理，而是伪色。
比如哈勃千里镜拍摄的这张著明的《创生之柱》，用的等于伪色。它拍摄的是M16鹰状星云。将硫原子发出的[SII]辐射线（671纳米）动作红色，氢原子发出的Hα辐射线（656纳米）动作绿色，氧原子发出的[OIII]辐射线（500纳米）动作蓝色——固然它们用肉眼看起来其实是红、红、绿——来合成像片，就得回了一张全新的像片。
M16鹰状星云《创生之柱》｜NASA
伪色虽并不可响应天体信得过的心理，然而能在一定进程上响应天体不同物资的漫衍，远远比信得过的颜色更了了。
左图为玫瑰星云信得过的心理，右图为诈骗窄带滤镜拍摄的哈勃色玫瑰星云。｜作家拍摄
除了电磁波可见光波段的图像之外，这种伪色步伐还鄙俗用于电磁波的其他波段，比如X射线、红外和射电波段。这张编号为NGC5128的星爆星系就归并了可见光、X射线以及射电波段数据。图中的喷流部分并不是可见光，而是X射线和射电波段的信号。像这么只可透过特定波长的信号的滤镜叫作念“窄带滤镜”，一般将带宽甘休在10纳米以内。
NGC5128星爆星系｜www.eso.org
若是有小伙伴念念要我方诈骗NASA的数据去制作一张图片，那么不错拜访Hubble Lagacy Archive（https://hla.stsci.edu/）的网站去下载原始数据，事实上NASA发布的好多图片齐是由醉心者我方惩处制作的，有些图片比专科天体裁家制作的还要高妙。
固然咱们的肉眼看不到天际深处那些秀好意思的颜色，但咱们一直在念念方设法捕捉天地中那些幽微的光。千百万光年之外的洪荒天地，就在地球上一个个轻细却充满风趣心的你我眼前。
作家：马门溪龙饲养员
裁剪：小笛、Luna
审核：Steed
封面图着手：NASA