今晚23时08分, 神舟十五号载人飞船即将发射 ,由航天员费俊龙、邓清明和张陆三人组成的神舟十五号航天员乘组,将在轨工作生活6个月,探索浩瀚宇宙的无穷奥秘。遨游太空是人类几千年以来悠久而浪漫的梦想,人们也一直没有停下探索宇宙的脚步。
“嫦娥”赴月,“祝融”探火,“羲和”逐日,“天宫”遨游……随着我国在航天领域的不断取得突破, 太空热 被掀起。除了对天文知识的好奇心增加, 天文摄影 这一原本小众的爱好也开始走入更多人的视野。越来越多的人跃跃欲试,想要去亲自探索“星辰大海”。
什么值得买上线了 「入门到行家」天文摄影篇 专题页,我们从天文学的基本知识科普、裸眼观星、器材挑选、实战拍摄技巧等方面一站式解答,让你轻松入坑天文摄影。
(资料图)
了解天文
说到天文摄影,相信很多人会瞬间脑中瞬间浮现出一幅一幅壮阔的画面,比如月球表面的一个个环形山,土星让人着迷的土星环,木星上美丽的耀斑,又或者是一幅幅壮丽的星云图。
但是,别着急,在你着手进行跃跃欲试之前,有一些 基本的天文学知识 必须先要掌握。毕竟有了这些 理论知识 ,才能在拍摄过程中更好的享受这个过程本身。
天文单位(A.U,Astronomical Unit)
1个天文单位=地球与太阳之间的平均距离,这个数值149,597,870,700米(约1.5千亿米)。
光年(ly,light-year)
长度单位,光行走一年的距离
1光年=9,460,730,472,580,800米,约为9.5万亿公里,约为6.3万天文单位
星等(magnitude)
星等是衡量天体光度的量 ,星等的数值越小,天体就越亮。星等数每相差 1星的亮度大约相差2.512倍。1等星的亮度恰好是6等星的100倍。每相差0.1星等的亮度大约相差1.0965倍。
星等的数值没有最大值,并非星等数为0就是最亮, 还有负数星 等,具体的数值可以参考下表
星等还可以分为:
视星等 (直接测量出来的星等,与天体间距离有关)
绝对星等 (用来比较天体发光强度的星等,比较客观)
目视星等 (肉眼看见的星等)之类的多种类型
一般来说,如果不加以说明,星等默认为目视星等。
太阳系中有哪些星体?
说到太阳系,很多人第一反应一定是 8大行星 (以前是9大行星,后来冥王星被定义为矮行星而踢出了行星分类中)。但其实,太阳系中不仅仅只有这8大行星。
太阳系是以太阳为中心,所有受到太阳引力约束的天体组成的合集。包括 八大行星 (由离太阳从近到远的顺序:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星),以及 173颗已知的卫星 (最著名的包括月球和木卫六), 5颗已经辨认出来的矮行星 (冥王星、妊神星、阋神星、谷神星、鸟神星),另外待命名和辨认的包括:冥卫一(卡戎星)等10余颗,另外,在小行星带中的灶神星、智神星和健神星也可能被认定为矮行星。
恒星
恒星是由发光等离子体(主要是氢、氦和微量的较重元素)构成的巨型球体。恒星会在核心进行核聚变,以产生能量并向外传输,然后从表面辐射到外层空间。 太阳系中唯一的恒星就是太阳, 而我们在夜空中看到的大部分闪亮的星星都是恒星。
行星
国际天文学联合会大会在2006年8月24日通过了 “行星”的新定义 ,这一定义包括如下三点:
1、行星必须是围绕恒星运转的天体
2、质量必须足够大,来克服固体引力已达到流体静态平衡的形状(近于球体)
3、必须清楚归轨道附近区域的小行星,公转轨道范围内不能有比他更大的天体。
而在太阳系中,存在着八大行星,我们将这8颗行星可以进行这么几种归类:
1、可见行星 ,太阳系内肉眼可见的5颗行星是:水星、金星、火星、木星和土星
2、而从行星起源的不同形态的物质出发,可以把太阳系的八大行星归为三类:
类地行星: 水星、金星、地球和火星
巨行星: 土星和木星
远日行星: 天王星、海王星
3、行星不一定非要是固态组成的,也可以是气体,太阳系中的气体行星有:木星、土星、天王星和海王星
4、矮行星
关于矮行星的定义一共有5个标准:
1、必须是自然的天体
2、必须围绕太阳(恒星)运转
3、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状(达到流体静力平衡)
4、没有能力清除其轨道附近的其他物体
5、不是卫星
太阳系内符合这一定义的包括: 谷神星、齐娜(即阋神星)、鸟神星、妊神星、冥王星 总计五颗。
冥王星之所以被踢出行星的行列而被定义为是矮行星,是因为最后发现其并没有能力将其轨道附近的其他物体清除,故被列为矮行星。
什么是彗星?
彗星是一个相对更小的天体,由冰和尘埃组成,具有高度偏心的椭圆轨道,它的轨道周期可以从几年到一百万年或者更长。
天文摄影实战宝典
现在,我们已经了解了基本的天文学知识,那么对于刚刚开始尝试拍摄夜空的天文爱好者而言,一定会有下面这些疑问: 我需要购买一台怎样的相机?我又应该如何开始拍摄第一张夜空照片? 拍摄时我应该注意哪些事项?
其实,天文摄影并没有大家想象中的那么难以入门。注意这几点,即便你是刚刚新手入门,也可以轻松捕捉到星团、星云、星系和其他深空天体的精彩图像。
条件和位置
天气对于天文摄影的影响很大,需要良好的“视觉条件”和“透明度”(通常在大雨后出现,空气中水分和灰尘较少),当然你也可以理解为 晴朗无云的天空和黑暗的环境 。
一个优秀拍摄条件将极大程度上影响最后照片的成像效果,即使是经验丰富的天文摄影爱好者也更乐于在这样的条件下拍摄,因此,我们建议大家可以先加入当地的天文摄影爱好者群体,向他们讨教这方面的经验。
准备工作
首先要做的肯定是 整个拍摄器材的搭建 ,找个合适的地方摆弄三脚架、赤道仪和望远镜以及拍摄器材。
然后你需要将赤道仪进行校准,一般来说参照说明书都能进行设置,要是担心手生的话建议白天先练练手。Astro-Physics Polar Align和Polar Scope Align等免费的智能手机App可以帮助你更好地校准自己的星体追踪仪。
完成后,请牢固地锁定赤道仪的位置。然后,你就可以将相机转向你想要拍摄的深空物体了。
检查您的相机设置
如果你用的是单反的话,记得 将焦距设置为无限大 。其实最终影响成像效果的因素无非下面几个:光圈、ISO和快门速度/曝光时间。
对于天文摄影而言,你可以先从镜头最大光圈开始尝试;ISO可以以800为基准,逐步往上调节,虽然ISO越高越亮,但是同时噪点也会随之出现,具体的数值取决于你的相机;快门速度可以先从30秒开始尝试,再慢慢上调。
无论这些参数的设置如何,重要的是 不要引起相机的抖动 ,因此请一定要记得使用快门线或是无线遥控。
拍摄
对于NGC 869、NGC 884、M42和M31之类的拍摄对象,请仿佛尝试各种不同的参数设置,找到自己最喜欢的效果。
不过有一点需要记住:用RAW格式进行拍摄,别用JPEG格式,方便后期。
选择一个合适的拍摄位置
请寻找一个适合拍摄天文照片的地方:一个远离光污染的黑暗环境,这样更利于拍摄出繁星点点的夜空。如果无法身处这样的环境,那要起码记得做好一下两点:一、关闭所有你可以控制的光源;二、使用相机镜头遮光罩。
注意降噪
打开相机中的降噪功能以提高图像质量。
选择合适的镜头
可以从广角镜头开始,通过这一镜头你可以轻松捕捉到一系列惊艳的天体,如行星、星团和星云。
保持相机稳定
即使是非常轻微的移动都会对天文照片产生重大影响,因此记得使用稳定的三脚架。
注意画面丰富度
建议使用三分法来构图,并在画面中增加一些前景物体,如树木等,让画面显得更有深度且更为丰富。
行家必读
当发现自己的摄影水平处在一个瓶颈时,学习大师们的作品无疑是一个进步的捷径,要进阶行家,就让我们来欣赏一下今年的 格林威治年度天文摄影师大赛中 优秀的天文摄影获奖作品,一起来学习吧!
年度总冠军
获奖者: Gerald Rhemann
作品名: 分离事件(Disconnection Event)
彗星C/2021 A1,也被称为伦纳德彗星,于2021年1月首次发现。
这张照片是Gerald Rhemann于2021年圣诞节期间拍摄,记录下了彗星在一次分离事件的细节。这种情况发生在彗尾被高速的太阳粒子撞击后。
设备及参数: ASA 12” Astrograph telescope, ASA DDM 85 mount, ZWO ASI6200MM Pro camera, 1076 mm f/3.6, mosaic of two LRGB composite panels, 400-second exposure per panel
太阳组冠军
获奖者: Soumyadeep Mukherjee
作品名: 太阳下的一年(A Year in the Sun)
设备及参数: Nikon D5600 camera, Sigma 150–600c lens, Thousand Oaks Filter (White-Light), 600 mm f/6.3, ISO 100, 365 individual exposures (1/80-second to 1/500-second)
星野组冠军
获奖者: Zihui Hu
作品名: 刺入星辰(Stabbing into the Stars )
设备及参数: Sony ILCE-7R3 camera, Tamron 150–500mm lens, 150mm f5.6, 75 x 30-second exposures
月球组冠军
获奖者: Martin Lewis
作品名: 柏拉图东缘的阴影轮廓
设备及参数: Home-built 444 mm Dobsonian Newtonian reflector telescope, home-built Equatorial Tracking Platform mount, Astronomik 642nm IR filter lens, ZWO ASI174MM camera, 12.8 m f/29, multiple 29-millisecond exposures
恒星与星云组冠军
获奖者: 梁伟棠(Weitang Liang)
作品名: 上帝之眼(The Eye of God)
设备及参数: ASA N20 f/3.8 Newtonian telescope, ASA DDM85 mount, FLI Proline 16803 camera, 500 mm f/3.8, 22.5 hours total exposure
极光组冠军
获奖者: Filip Hrebenda
作品名: 在绿色女士的怀抱中(In the Embrace of a Green Lady)
设备及参数: Sony ILCE-7RM3A camera, 16 mm f/2.8, ISO 2500; Sky: 5-second exposure; Foreground: 20-second exposure
人与太空组冠军
获奖者: Andrew McCarthy
作品名: 国际空间站过境静海基地(The International Space Station Transiting Tranquility Base)
设备及参数 :Celestron C11 and Explore Scientific AR127 telescopes, iOptron CEM70 mount, UV/IR Cut filter, ZWO ASI174MM and Sony A7 II cameras, 2,800 mm f/10, 0.3-millisecond exposure
星系组冠军
获奖者: Utkarsh Mishra, Michael Petrasko, Muir Evenden
作品名: 宏伟的草帽星系(Majestic Sombrero Galaxy )
设备及参数 :ATEO 16" f/3.7 Dreamscope Astrograph Newtonian telescope, Paramount ME II mount, Baader LRGB filter, FLI Proline 16803 CCD camera, 1558 mm f/3.7, 56 x 300-second Lum. exposures (10 hours total exposure), 1x1 binning
影像创新奖
获奖者: Pauline Woolley
作品名: 太阳树(Solar Tree)
该照片来自太阳动力学观测站(SDO)AIA 0131 Angstrom频道的原始图像(2020年1月1日至2022年2月1日)。图像经过反转,然后转换为黑白,并增加对比度。应用暖色滤镜,使之具有树的感觉。
青年组冠军
获奖者: Yang Hanwen, Zhou Zezhen
作品名: 仙女座星系:邻居(Andromeda Galaxy: The Neighbour)
获奖者: Hannah Rochford
作品名: 心脏之心——Melotte 15
设备及参数: SkyWatcher Evostar 80ED telescope (with 0.85x reducer), Baader ultra narrowband filters, SkyWatcher EQ6R-pro mount, ZWO ASI2600MM Pro camera, 510 mm f/6.37, 333 x 300-second (H-alpha x 102, OIII x 129, SII x 102) exposures