望远镜|望远镜:天文学家的眼睛( 二 )


比如星空中一个有名的旋涡星系M51 , 直到现在还是天文摄影爱好者的常规目标 。 19世纪的罗斯伯爵三世用当时世界上最大的1.8米望远镜观测了它 , 留下的观测记录是这样的:

望远镜|望远镜:天文学家的眼睛
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作者的同事詹想用20厘米的小望远镜拍摄出来的效果是这样的:

望远镜|望远镜:天文学家的眼睛
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为什么用小望远镜也能达成这样的效果呢?因为照相术可以长时间曝光 , 现代技术更是可以把多张照片叠加到一起 , 让更多的细节能够呈现出来 。
还是用之前下雨的那个比喻 , 同样下着毛毛雨 , 人眼好像一只杯子 , 而且只能在雨中放很短的时间 , 连个杯子底都打不湿;而望远镜越做越大 , 像一只水盆 , 而照相术能让这只水盆在雨里放很久 , 还可以重复放很多次 , 当然就能接到更多的水 。
这种办法的一个极端呈现 , 当然就是哈勃空间望远镜拍摄的哈勃超深空视场照片 , 由十年里陆续拍摄的多张照片叠加而成 , 总曝光时间达到了23天之多 。

望远镜|望远镜:天文学家的眼睛
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哈勃超深空视场(HXDF)
(NASA;ESA;G.Illingworth,D.Magee,andP.Oesch,UniversityofCalifornia,SantaCruz;R.Bouwens,LeidenUniversity;andtheHUDF09Team)
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【望远镜|望远镜:天文学家的眼睛】除了可见光之外 , 望远镜还能接收到其他波段的电磁波 , 从中解读出更多的信息 。 目前 , 从波长最长的射电波段 , 到最短的伽马射线波段 , 都有望远镜在工作 。 它们接收到的“光” , 就更是必须通过各种技术手段 , 转化成人眼可见的图像 , 才能被我们看见了 。
扩大口径和增长曝光时间是收集更多光线的两个方向 。 在它们的基础上 , 为了增强望远镜的“视力” , 天文学家还使用了更多的招数 。 比如“干涉技术”可以整合多个望远镜收到的信息 , 使得事实上的有效口径增大;“主动光学”调节因为自重、温度等原因造成的镜面变形;“自适应光学”调节因为大气波动造成的图像变形;而把望远镜直接发射到空间中乃至放到月面上 , 则彻底摆脱了地球大气对观测的干扰 。
“望远镜”如今已成为了对天文学观测设备的通称 , 更多并没有镜子的 , 或者并不观测电磁波的家伙也加入了望远镜这个家族 。 这些形形色色的望远镜 , 共同帮助天文学家望见不只是更远 , 而且更全面、更丰富、更有层次的宇宙 。
作者丨刘茜
编辑丨王舒颖