宇宙畫師手中的超炫星空“調(diào)色盤”，你可能從未見過

作者|馮梓洋

審核|董晨暉

編輯|趙經(jīng)遠(yuǎn)

在晴朗無月的初夏，如果我們來到遠(yuǎn)離城市光污染的地方，天黑之后朝東南方向望去，就可以看見初升的夏季銀河緩緩從地平線升起。在銀心西側(cè)的天蝎座，有一顆視星等約為1等的橘黃色亮星，這就是天蝎座方向最亮的恒星——心宿二，它的周圍有一個(gè)由發(fā)射星云、反射星云、暗星云組成的大型星際云復(fù)合體，我們把它稱作蛇夫座ρ復(fù)合體（ρ Ophiuchi cloud complex），由于它的顏色絢麗多彩，酷似顏料盤，呈現(xiàn)出黑色、紅色、藍(lán)色、黃色等多種色彩交織的美麗景象，因而被天文愛好者親切地稱為“星空調(diào)色盤”。在夏季星空中，它無疑是最熱門的觀測目標(biāo)之一，無數(shù)天文愛好者為它美麗的色彩而著迷。

星空調(diào)色盤。來源：Stellarium

星空調(diào)色盤是夜空中色彩最豐富的區(qū)域之一，它最早是由美國天文學(xué)家愛德華·巴納德（Edward Barnard）在1883年發(fā)現(xiàn)的，它是由致密氣體和塵埃組成的恒星形成區(qū)。其中心坐標(biāo)的赤經(jīng)為16h28m06s，赤緯為-24°32’30”，在北半球?qū)儆谙募拘强盏纳羁仗祗w，它距離我們約460光年，是距離我們最近的恒星形成區(qū)之一。它的名稱除了蛇夫座ρ復(fù)合體和星空調(diào)色盤之外，還有蛇夫座分子云（Ophiuchus molecular cloud）、Integral 691、XSS J16271-2423等等。

星空調(diào)色盤附近天區(qū)的星圖。來源：Roberto Mura (CC BY-SA 3.0)

星空調(diào)色盤附近天區(qū)包括了許多深空天體，其中的黃色部分被編號(hào)為IC 4606，它是位于心宿二（天蝎座α）周圍空間的反射星云，被心宿二照亮，因此也被稱作心宿二反射星云。心宿二是一個(gè)雙星系統(tǒng)，它包括了一顆紅超巨星（心宿二A）和一顆藍(lán)主序星（心宿二B）。像心宿二A這樣正處于生命末期的紅超巨星，會(huì)向外膨脹，表面溫度降低（因此呈現(xiàn)為紅黃色），亮度急劇增加，IC 4606正是反射心宿二的光芒而呈現(xiàn)為黃色。在IC 4606附近天區(qū)有一個(gè)恒星密度非常低的球狀星團(tuán)NGC 6144，雖然該星團(tuán)與IC 4606在天球上的投影比較接近，但它們在空間中的距離非常遙遠(yuǎn)，不存在物理聯(lián)系。在IC 4606右側(cè)還有另一個(gè)球狀星團(tuán)M4（又名蟹狀星團(tuán)）,兩者也沒有物理聯(lián)系，M4是人類歷史上第一個(gè)被分解出單顆恒星的球狀星團(tuán)，使用小型望遠(yuǎn)鏡就能分辨出它的一些結(jié)構(gòu)。

心宿二雙星系統(tǒng)。來源：SpaceEngine

星空調(diào)色盤的藍(lán)色部分由IC 4604（LBN 1111，心宿增四星云）、IC 4603（LBN 1109）、和IC 4605組成，它們和IC 4606一樣都是反射星云。這部分不僅包含了星空調(diào)色盤一半以上的質(zhì)量，也是星空調(diào)色盤中恒星形成最活躍的區(qū)域，孕育了眾多的恒星。在IC 4604核心區(qū)域可以看到照亮它的恒星心宿增四（蛇夫座ρ，它就是“蛇夫座ρ復(fù)合體”這一名稱的來源），心宿增四是一個(gè)由5顆恒星組成的多星系統(tǒng)，它們均為藍(lán)色的主序星或亞巨星，這便是IC 4604呈現(xiàn)藍(lán)色的原因。

在心宿三（天蝎座τ）和心宿一（天蝎座σ）附近，分布著大量紅色的發(fā)射星云，如心宿一周圍的Sh2-9（Gum 65）。星光中的高能紫外輻射激發(fā)氣體云內(nèi)的氫原子，使其電子與原子核分離，當(dāng)電子和氫原子核重新結(jié)合時(shí)，釋放出較低的能量，由此產(chǎn)生了這種泛紅的發(fā)射星云。不過Sh2-9也反射了心宿一發(fā)出的微弱藍(lán)光，因此它同時(shí)也是一個(gè)反射星云。

球狀星團(tuán)M4和發(fā)射/反射星云Sh2-9。來源：wikipedia

緊接著讓我們把目光轉(zhuǎn)移到星空調(diào)色盤東北方的暗星云B44和B45，它像是一對插在星空調(diào)色盤上的翅膀。這里是冷氫云非常密集的地方，也是未來新恒星形成的“搖籃”，它們遮擋了隱藏在其后的恒星發(fā)出的可見光。這些塵埃云往東延伸到銀河中，超出了星空調(diào)色盤的范圍，到達(dá)另一個(gè)被稱為“煙斗星云”的暗星云。

煙斗星云。來源：ESO

星空調(diào)色盤是研究恒星演化的自然標(biāo)本。2023年3月和4月，韋布空間望遠(yuǎn)鏡拍攝了星空調(diào)色盤中的IC 4603，展現(xiàn)了這個(gè)龐大的星云復(fù)合體前所未有的細(xì)節(jié)。下圖中這一小塊天區(qū)的視場為6.4角分，距離我們大約390光年，它孕育了約50顆年輕的恒星，它們的質(zhì)量大多與太陽相近，或著更小。圖中最暗的區(qū)域塵埃密度最大，厚厚的塵埃包裹著仍在形成的原恒星。位于圖像上方和右方的巨大雙極分子氫噴流（紅色的棒狀氣體云）占據(jù)了圖像的主導(dǎo)地位，當(dāng)恒星第一次沖破塵埃的包裹時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種情況，它們會(huì)向太空噴射出一對方向相反的噴流，猶如新生兒第一次向世界伸展雙臂。此外，一個(gè)編號(hào)為蛇夫座S1的雙星系統(tǒng)在圖像的下半部分刻畫了一個(gè)黃色的發(fā)光“洞穴”，該雙星系統(tǒng)主星的質(zhì)量約為太陽的4.1倍，是圖中唯一一顆質(zhì)量顯著大于太陽的恒星。韋布空間望遠(yuǎn)鏡的圖像再一次刷新了我們對這個(gè)星云復(fù)合結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，對于研究恒星演化具有很大的意義。

韋布空間望遠(yuǎn)鏡拍攝的IC 4603。來源：ESA

對于天文愛好者，尤其是喜好星空攝影的同好而言，星空調(diào)色盤一直是最熱門的拍攝對象之一，那么我們在拍攝星空調(diào)色盤時(shí)需要注意什么呢？在選擇相機(jī)時(shí)最好使用天文改機(jī)。我們平常使用的相機(jī)通常會(huì)在感光元件前加一塊紅外截止濾鏡，需要將這塊濾鏡拆掉才能使相機(jī)更有效率地接收星空調(diào)色盤的紅外輻射，使照片呈現(xiàn)更多的細(xì)節(jié)和色彩。此外，在前期準(zhǔn)備時(shí)，我們還需要大光圈鏡頭、三腳架和赤道儀等設(shè)備，這是為了抵消地球自轉(zhuǎn)，避免星點(diǎn)拖線，以實(shí)現(xiàn)長時(shí)間曝光，提高信噪比；如果沒有這些設(shè)備，也可以采用短曝光的方法拍攝，可以用300法則確定單張圖像的曝光時(shí)間[即曝光時(shí)間（單位為秒）≤300÷鏡頭的焦距（單位為毫米）] ，并在后期進(jìn)行疊加。如果有條件，還可以使用視場較大的望遠(yuǎn)鏡拍攝。如果使用廣角鏡頭，還能捕捉到星空調(diào)色盤在銀河邊緣漫步的壯麗景象。

絢麗的星空調(diào)色盤。來源：wikipedia

拍攝地點(diǎn)需要選擇遠(yuǎn)離光污染的地方。只要大氣狀況良好，經(jīng)過較長時(shí)間的曝光，我們就可以拍攝到星空調(diào)色盤的絢麗色彩。在北半球6月初，大約在21點(diǎn)前就能夠在東南方低空找到星空調(diào)色盤；它在午夜升至上中天，這是拍攝它的最佳時(shí)間段；而到了次日凌晨4點(diǎn)后，星空調(diào)色盤就會(huì)落入西南方向的地平線下。

當(dāng)我們凝視星空調(diào)色盤時(shí)，我們不僅僅是在欣賞美麗的景象，也在目睹宇宙中恒星的誕生和演化過程。這片神奇的天空，承載著億萬年的宇宙歷史和無盡的奧秘，讓我們深感自己在浩瀚宇宙中的渺小。通過攝影，我們可以捕捉到星空調(diào)色盤的絢麗和壯麗，讓這份美麗永遠(yuǎn)留存在我們的鏡頭和記憶中。愿我們的相機(jī)鏡頭記錄下那些閃爍而美麗的瞬間，與宇宙共舞，感悟生命的奇跡。

參考資料

1、Rho Ophiuchi cloud complex，Wikipedia，https://en.wikipedia.org/wiki/Rho_Ophiuchi_cloud_complex

2、August 2019 Feature – Rho Ophiuchi Cloud Complex，Little Rock University，https://ualr.edu/tv/2019/08/08/august-2019-feature-rho_ophiuchi_cloud_complex/

3、Antares，Wikipedia，https://en.wikipedia.org/wiki/Antares

4、Webb Celebrates First Year of Science With Close-up on Birth of Sun-like Stars，Webb Space Telescope，https://webbtelescope.org/contents/news-releases/2023/news-2023-128?news=true

5、Rho Ophiuchi is filled with glorious color，EarthSky，https://earthsky.org/clusters-nebulae-galaxies/rho-ophiuchi-cloud-complex-antares-m4-dark-nebula/

6、深空探秘/黃丹丹：星空調(diào)色盤，《中國攝影報(bào)》，2021年第七十二期七版

7、夜空綻放超炫“調(diào)色盤！”如何觀賞拍攝？速搜攻略，星聯(lián)CSVA，https://mp.weixin.qq.com/s/H6OTfMGcxXOfGRULOY4jXw

8、H II nebula，AstroFotoBlog，https://www.astrofotoblog.eu/?cat=49

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