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行星摄影速成 你没见过的奇妙外星世界

来源:光明网2019-06-04 17:23

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  观测行星对于目视来说是比较容易的,因为大多数行星的亮度比较高,但要拍摄一张高质量的行星照片并不容易。行星摄影的成败取决于行星高度、天气(云量、大气透明度、大气视宁度等)、望远镜、终端等;下面来给大家简单的介绍一下如何才能拍摄出高质量的行星照片。

  1、行星高度及选择最佳的拍摄时间

  行星高度指的是行星的地平高度,我们可以简单的理解为,当你抬头看星星的时候,你的仰头幅度越小,此时的星星距离地平线越近,地平高度越低,反之则星星的地平高度越高。当然行星的地平高度越高,越适合拍摄。

  图1是近6年北京地区行星冲日前后的高度,通过分析这个表格,我们可以看到火星在2020年冲日的时候,地平高度达到了55°,非常适合拍摄观测;木星要等到2021年的时候地平高度才能超过30度;土星同样在2021年的时候地平高度超过30度。从表格中我们可以看出在最近2~3年内,北京地区不是很适合行星拍摄。

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图1 近6年北京地区行星冲日前后高度表(资料源于网络和Stellarium)

  除了地平高度以外,行星冲日前后一个月的时间内拍摄行星也是最佳的,原因在于,在行星冲日的时候,冲日的行星亮度最高,距离地球相对比较近。

  以下图片是笔者近几年拍摄的。

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图2 木星,从照片中可以看到木星大红斑内部的细节以及木星表面飘动的云带。摄于2017年

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图3 金星,如果想要拍摄出这样的效果,需配合特殊的滤镜,通过滤镜可以拍摄到金星浓厚的二氧化碳大气层下面的细节,金色部分就是金星大气层下的云带。

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图4 土星,从照片中可以看到土星极地六边形风暴,也能清晰地看到土星光环上的卡西尼缝

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图5 火星,左边的火星能够清晰的看到火星表面的白云,右边的火星也能够看到火星褐色的高山以及火星南极冰盖

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图6 天王星,从照片中可以看到天王星表面云层的细节

  2、天气

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图7 卫星云图

  在拍摄之前当然要选择一个没有云的夜晚,我们可以通过不同时间的卫星云图来分析分析拍摄当晚是否有云干扰。

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图8 高空大气喷射流

  如果今晚你想拍摄行星,并且又是个没云的夜晚,那么接下来你就要预测一下视宁度是否支持拍摄行星。视宁度可以简单地理解为空气抖动对观测目标产生影响的程度,如果你的观测地点上空空气抖动非常厉害,那么你看到的行星是非常模糊的。你可以通过图8来判断晚上是否可以拍摄行星。图中的黄色区域代表高空气流非常不稳定,如果你在这些区域,那么最好不要拍摄;蓝色、绿色区域视宁度好于黄色区域;没有这些颜色的区域视宁度是最好的。如果你的观测地点在没有颜色的区域,那么你会很容易得到高质量的行星摄影作品。

  3、望远镜

  大家都知道天文望远镜按光学类型大致分为三类:折射式望远镜、反射式望远镜、折反射式望远镜。

  折射式望远镜的优点是成像锐利,但是它的缺点是存在色差,有些厂商为了消除望远镜的色差,在望远镜内部添加了很多组透镜,这样的望远镜如果做到很大的口径,不仅望远镜镜筒会很重,镜身也会很长,望远镜的价格也会很贵。

  反射式望远镜的优点是价格比较便宜,主镜可以做到很大,镜身长度也可以接受。由于反射式望远镜镜筒开放,很容易做到镜筒内外的温度平衡,但是在使用之前一定要调节光轴,使望远镜达到最佳状态。

  折反射式望远镜的价格在相同口径的望远镜中居中。望远镜的口径可以做到很大,镜身长度相对来说是最短的,由于它的镜筒是封闭结构,在使用之前一定要在户外放置1~2小时后再进行拍摄。

  笔者拍摄的图片大多数使用的是反射式望远镜,图片都是在自家房顶拍摄,所以免去频繁搬运的过程,也就不用经常校准光轴,但反射式望远镜焦距一般都不够用,还需要配合质量较好的巴洛镜,这样拍摄出来的行星细节更丰富些。

  4、终端相机

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图9 行星摄影基本原理

  拍摄行星并不是单独的拍摄1张、2张照片,而是需要拍摄很多照片进行筛选、叠加。我们都知道一段视频是由很多张照片组成的,我们拍摄一段视频,实际上也是拍摄了很多张照片,将这段视频导入软件之后,软件会对这段视频进行分析,分析过后,软件会自动挑选出清晰的照片与不清晰的照片,然后对清晰的照片进行叠加,最终得到一张叠加后的照片。由于行星存在自转,那么我们需要使用拍摄速度快的相机在有限的时间内捕捉到多张照片。

  讲了这么多大家应该对行星摄影大致有了一些了解,马上就要到木星冲日了,如果你想拍摄行星,记录行星的变化,那么现在就要抓紧准备,希望大家在今年的行星季拍出更多高质量的照片。

  作者:宗海阳,系南京天文爱好者协会会员,国际木星观测组织成员,天文爱好者及行星摄影爱好者。曾获得2017年全国天文摄影比赛行星组二等奖,2018年英国格林威治天文摄影比赛太阳组高度评价奖(三等奖)。

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