2009年10月11日 星期日

天鵝座 Gamma 星附近

天鵝座 Gamma 星(中國古代稱它為天津一) ,質量是太陽的十二倍,直徑則是太陽的 225 倍,是個不斷釋放巨大能量的藍色超巨星。天鵝座幾個主要星星的排列,就像個十字架,而天津一就位於十字交叉的那個位置,很好認。

從我們這個位置 (當然是地球了) 看過去,天津一附近圍繞了許多紅色雲氣。照片中位於天津一下方偏右 (五點鐘方向) 有個大裂縫,那就是有名的蝴蝶星雲。當然要看出蝴蝶的形狀,除了拍照的角度要再更寬一些,還要加上一點想像力。

藍色恆星配紅色雲氣,很容易讓人聯想到常見的發射星雲 (Emission Nebula)。簡單的說,藍星發出的紫外線,照射到太空中的氫原子,把氫原子的電子能階拉高;等到電子能階恢復正常時,以紅色光將能量釋放出來,形成我們看到的紅色雲氣。這就是發射星雲。

不過這裡看到的天津一,與周圍的紅色雲氣倒是彼此不相干。天津一距離我們 1300 光年,背景的紅色星雲則距離我們有 3000 光年,天津一只不過是個剛好位於前景的恆星。

望遠鏡: Borg 101ED f/5.3
相機: Canon 5D Mark II
曝光: ISO 800, 18 x 10min
日期: 2009.07.23
地點: 合歡山鳶峰停車場

2009年8月1日 星期六

島宇宙 M31

今年是 2009 國際天文年,主要是紀念人類第一次把望遠鏡指向天空屆滿四百年,這個人就是伽利略。一個微小的舉動,結束了中古黑暗時期,開啟了數百年來人類在科學上的輝煌成就。伽利略的貢獻,在於改變了人類對宇宙的觀點。為了可以解釋這個新的觀點,數學上的微積分、化學裡的元素週期表、乃至於隨後而來的相對論,都應孕而生。

跟這些一系列改變人類歷史的事情相比,圍繞在仙女座星系 M31 所發生的事情,其重要性比較難被一般人所理解。畢竟很多人都有微積分被當的經驗,中學時也背過週期表,相對論至少也在電視上聽過吧。仙女座星系 M31 ?啥米...

1920 年代左右,天文學界正在進行一場宇宙尺度的大辯論。辯論的核心,是 M31 這種“宇宙島”究竟是銀河系內的東西,還是銀河系以外的物體。天文學家哈伯藉著觀測 M31 內一種變光星“造父變星”,精確測量出 M31 與我們的距離,讓這場辯論得到決定性的結論。目前用幾種不同方式測量的結果都差不多,M31 距離我們約 250 萬光年。

目前仍然在運行中的哈伯太空望遠鏡,就是為紀念這位哈伯所命名的。

M31 是我每年都會拍攝的物體,倒不是這個物體每年的樣子會不一樣,而是採用不同的器材、拍攝守法,都會顯示出不一樣的風貌。這次拍攝用的器材組合,剛好把 M31 整個放進全片幅相機的畫面裡,讓人可以一窺全貌,又不遺漏一些重要的細節。

M31 靠近中央的部份,大多數是比較年老的星球,光譜偏向黃、紅色;旋臂外圍的星球,年紀比較輕,顏色偏藍。旋臂之間的暗帶,以星際氣體、灰塵為主,星球比較少。中央最明亮的核心裡,有個巨大的黑洞。事實上,天文學家已經知道,所有的螺旋星系中央,都有個巨大的黑洞。

觀賞 M31 最好的季節是秋天。秋天的氣候適合觀星是一個原因,另一個原因是它出現的時間,正好是用完晚餐的時候。如果是在夏季,則是過了午夜才看得到 M31。最重要的,是它的亮度夠、面積大,用肉眼就可以看得到了。當然加上了望遠鏡,可以讓我們看到更多的細節。

這張 M31 拍攝的時間是 2009.07.24 凌晨 1AM ~ 3AM 之間,望遠鏡是 Borg 101ED f/5.3,焦長 540mm;相機是 Canon 5D Mark II,改過 Hutech type 1b 濾鏡。曝光參數為 ISO 800,單張 15min 曝光,七張加疊而成。拍攝地點是合歡山鳶峰停車場。

2009年6月14日 星期日

法國導演盧貝松製作之 HOME

國導演盧貝松製作,Yann Arthus-Bertrand 導演之 HOME,是由 GUCCI, YSL, FNAC 等名牌廠商贊助拍攝的環保電影。 HOME 歷經二年拍攝,最近完成,在全世界公開播映。這部片子目的在推廣環保概念,特別是喚醒人類對於地球暖化的重視。

昨晚從網路上下載,趁星期天早上沒事,一口氣看完它(總片長 1 小時 33 分)。除了專業攝影給予我們的優美、震撼的畫面,最讓我感動的,還是這句話:

"All we have to do is stop drilling the earth and start looking to the sky."

可能跟我熱愛星空有關係吧?

HOME 可以在 YouTube 網站上找到,大力推薦這部最近最夯的環保電影:

http://www.youtube.com/watch?v=jqxENMKaeCU&fmt=18

2009年6月8日 星期一

星空是彩色的嗎?

天文攝影照片中的天體,色彩繽紛,美不勝收。不少人受到瑰麗色彩的吸引,興沖沖參加 Star Party,利用大口徑望遠鏡一窺天體之真面目,卻以大失所望收場。

為何照片所呈現的天體,與肉眼所見差別很大?這牽涉到人眼的基本生理運作。

人類的肉眼很像傳統底片相機,鏡頭是由角膜、水晶體所組成,底片則由眼球內的視網膜所構成。視網膜內有二種感光細胞,分別為對三種色光敏感的錐狀細胞(Cone Cell),以及對黯淡光線敏感的柱狀細胞(Rod Cell)。

光線較強的環境下,錐狀細胞是主要的感光細胞,不但提供我們分辨色彩的能力,空間解析度(Spatial Resolution)也佳,使我們得以看清楚周遭的環境。在微弱的光線下,錐狀細胞就無用武之地,取而代之的是柱狀細胞。柱狀細胞有二個特點,一是只能分辨光線強弱,因此看到的世界是黑白的;二是空間解析度比錐狀細胞差,對於細節的分辨力較弱。

很不幸的是,絕大多數天體的光線都相當黯淡,只有柱狀細胞能夠運作。

當人類走到沒有光害的星空下,所看到的銀河是沒有顏色的,呈現的是白色雲霧狀的樣子。事實上,不少沒有看過銀河的人,初次見到銀河,真的會把它當作高掛天上的雲朵。

不只是銀河,幾乎所有的天體,即使是以肉眼透過大口徑望遠鏡去瞧,也看不出有色彩的成份,所見到的多半是 "一團棉花",或者 "一縷輕煙"。天體所發出的光線,飄移過整個宇宙,經過比人類歷史還要久遠的時間,才能夠達到地球,進入我們的眼睛。能夠激發感光細胞的光子,數量非常有限。人類的眼睛可以對這麼微弱的光線有反應,已經是演化上的勝利。

所以囉,被美麗的天文攝影作品所吸引來觀星的人,大失所望的例子太多了。只要能夠了解人類眼睛的生理極限,就會了解到,為什麼星空原來是黑白的。

講到這裡,您一定可以了解,天文攝影如何地彌補了人類眼睛先天的缺憾。透過攝影技術的輔助,有史以來第一次,人類終於可以將黑白的星空,變成色彩絢爛的奇觀。

第一張照片是透過數位相機,所拍攝到的銀河。第二張照片,則是肉眼所見到的銀河。照亮地景的光線相對較強,因此肉眼還是可以看到色彩。

2009年6月2日 星期二

2009.05.29 端午連假上山

【端午連假第二天】



五月底,正是傳統梅雨季節的時段。端午節剛過,北方高壓突然往下延伸,整個台灣在短短的二天之內,從烏雲密佈,轉變成為媲美秋高氣爽的大晴天。萬里無雲的連續假期,乾燥的空氣,正是上山拍攝天體的大好日子。雖然月齡為六,但已經憋了二個月沒上山的我,豈能錯過這種好機會。

高壓籠罩下的台灣,觀星地點首選是合歡山附近,其中又以小風口停車場最優。這個停車場遊客相對稀少,沒有攤販出沒,可以整夜拍攝而不受干擾。小風口海拔二千九百五十公尺,空氣清靜,透明度佳,遠離都市塵囂光害少,是觀星族與天文攝影人士經常出沒的地點。

北二高過了中和板橋一帶,就開始大塞車,這是台灣連續假日所常見的場景,不足為奇。過了新竹,交通開始順暢,一路開到台中霧峰,轉國道六號,通過埔里,直接進入通往霧社、合歡山的台十四公路。此時惡夢開始出現,竟然遇上了這條公路上從未見過的大塞車。急扣同為觀星同好的見習生,請他幫忙查看路況網站。見習生不到三分鐘就回報:埔里到清境一路塞!

好像有個交通部官員說,塞車是幸福? $#@@^&(*%^&!*%^...

這下可好,前面正好出現一個較寬的路段,當機立斷,跨越雙黃線來個 U 型迴轉,直奔也是觀星同好常常出沒的塔塔加。


塔塔加位於玉山國家公園內,離阿里山不遠。從阿里山公路(台 18)上山,或者從南投民間經由台 21 均可抵達。

回到埔里,轉回國道六號,上了北二高直接開到民間交流道。下了交流道,左轉順著玉山國家公園的路標,經過集集、水里、信義三個鄉鎮,便可進入玉山國家公園。這條公路(台 21 線)有山有水,風景秀麗,又稱為「新中橫公路」。

長話短說,從 U 型迴轉開始,到達台 21 線 144.5 K 的觀星集合地點,整整花了我三個小時。抵達目的地,已經是晚上八點。多位同好已經架好赤道儀,坐著聊天,等著雲霧散去。打過招呼,開始架設自己的設備,又花了約一小時。九點半,雲霧開始散去,同好們停止聊天,開始忙著操作各種望遠鏡與相機。沒想到這時候卻碰到了更大的麻煩。

我的高橋(Takahashi) EM-200 赤道儀的赤經軸不聽使喚了!這個軸的馬達啟動之後,可以負責抵消地球自轉所造成的目標物偏移。除了馬達啟動後看不到追蹤的效果,更糟糕的是,試圖修正星點偏移時,赤道儀還會發出異音。沒有了赤經軸,連最基本的追蹤都談不上了,哪還能繼續拍攝。從中午出發到發現這個問題,經過了九個半小時,今天的辛苦看來已經泡湯,心情也盪到谷底!

野外的深夜,幾乎伸手不見五指,是不可能對儀器進行修復的,一切都得等到天亮。無奈之下,只好拿出相機進行固定攝影。

所謂固定攝影,是用普通的腳架固定相機,對著星空拍攝。因為沒有追蹤的機制,這種攝影最常用在拍攝星軌。但今天我想嘗試比較不一樣的,短時間拍攝銀河,然後將多張照片連接成影片。也就是說,每張照片只進行極短時間的曝光,讓地球自轉的效果不明顯;然後將數十張、甚至數百張這種靜態照片連結成影片,讓觀賞者可以感受到地球的自轉。

這段影片是由 240 張固定攝影的照片組合而成,總共 2.5 小時地球自轉所看到的天體運動,被壓縮至 21 秒的時間內呈現。


同樣的片段,也放在 Flickr 相簿網站上:

http://www.flickr.com/photos/hojong/3584772615/

【高山上巧遇赤道儀維修專家】

固定攝影玩到清晨二點半,不累也難。把架好的赤道儀又收回箱子裡,整理好臥鋪,早早鑽進睡袋裡面休息。第二天回台北,還可以利用連假最後一天陪陪孩子。

醒來的時候已經是早晨八點,怎麼醒的我也不清楚,沒人吵我,太陽也被東邊的山頭擋住,不是被晒醒的。大概就是所謂的「睡覺睡到自然醒」,幸福喔~~~

簡單吃了土司早餐,將車上物品排列妥當,便準備下山。才開口向觀星同好們道別,羊肉王便建議我別
急著下山,先把赤道儀拆開看看,也許可以修好。山上同好雖然不是赤道儀的專業技師,但使用赤道儀也好幾年了,看看無妨。找到工具,卸下幾顆螺絲,赤道儀的面板就這樣與本體分離。很快地,大夥確定馬達與齒輪完好,倒是固定 encoder 軸心的內六角螺絲被發現有鬆脫的樣子。找了六角起子,對好 encoder,很快便將出問題的螺絲固定妥當。重新組合後,赤道儀活動正常,異音消失。我的赤道儀又復活了!

這代表著,今夜的星空,又能夠讓我盡情拍攝,帶著那種終於捕獲獵物的心情回家。心情大好之餘,隨手拿了相機,拍下大夥愛車的畫面。車子旁邊罩著「砲衣」的東西,就是望遠鏡。前一天晚上已經利用北極星對好極軸,就不去動它了,第二天晚上還可以繼續用。


這個路段的公路是南北走向,五部車子車頭朝東方,鏡頭面對西方拍攝。下面這張隨手拍的照片,鏡頭是對著南方。這張照片平淡無奇,往南邊看並沒有什麼特殊的景色。

秀這張照片的目的,等下再說明。

整個白天就在聊天、吃中飯、午覺之中渡過。到了傍晚,又來了二位同好,彭醫師與李老師,就停在我的右手邊。

從下午開始出現的地形雲,在山上形成降雨,斷續出現,到了八點才漸漸散去。把景德光學的 FLT-132 天文望遠鏡架到早上修好的赤道儀上,接上 Canon 5D,對好焦,調好導星鏡,接下來便是尋找要拍攝的天體。

【夜晚才是 Party 時間】

今天選定的拍攝目標是編號 M101 的螺旋星系。照片總曝光時間約 130 分鐘,不算太多,因此照片的訊噪比(S/N ratio)還不是很高,如果能有更多曝光時間,照片會更漂亮。

M101 是位於大熊座(北斗七星)內的天體,距離地球 2700 萬光年。2700 萬年前,地球上應該還沒有人類吧。那個時候發出來的光線,今日才抵達地球。這種遙遠的時空距離,已經遠遠超過我們一般日常生活的理解。除了敬畏,真不知還能說些什麼。

因為形狀的緣故,M101 又被稱為「風車星系」(Pinwheel Galaxy)。旋臂上亮亮的藍色光點,代表著年輕星群的形成。旋臂之間淡淡的亮光,告訴我們那裡有充沛的氣體。中央接近核心的地方,呈現偏黃的亮光,代表較為成熟的星體。與絕大多數星系一樣,M101 中心也有個超級巨大的黑洞。

M101 當中的 M 代表梅西耶。梅西耶是十八世紀法國天文學家,一生致力尋找彗星。他將天空中看起來有點朦朧的亮點編號,提醒自己別把這些東西誤認為彗星。M101 就是編號 101 號的朦朧物體。梅西耶沒有因為彗星而成名,但他所編列的這份清單,卻使他在天文學上永久留名。

144.5K 停車場往南,白天看起來沒有什麼特色(就像剛才那張照片),但是平凡的地景配上星空,可就完全不同。
午夜過後,銀河中央肥厚的部份,來到南天。這個方向看過去就是我們銀河系的中心部位,視野所及盡是色彩繽紛的星雲、鑽石般的球狀星團、如同碎鑽的疏散星團、以及阻擋後方光線的黑暗星雲。

銀河中央右方,是南天最為雄偉的天蠍座。天蠍胸部橙黃色的亮星,就是心宿二。這個部位的天空,與獵戶座正好相隔 180 度,永遠不會同時出現在天空。杜甫詩句中提到的「人生不相見,動如参與商」,就是指這二個區域。

PS: 就在我拍攝這張照片的同時,彭醫師與李老師也在一旁觀看。三個來自不同背景,原本素不相識的熟男,聚集在國家公園的一角,觀賞這場靜靜上演的宇宙奇觀。我們固然有不同出身與背景,但對於星空之美,對於宇宙之浩瀚,乃至對於人類顯得渺小這幾種感覺,此刻內心的 appreciation 卻毫無二致。除了簡短交換攝影技術細節,在夜裡我們很少交談,只因為大家的雙眼貪婪注視著百看不厭的星空;多餘的交談,只會打擾到幾位熟男內心難得的寧靜以及那份 kimoji。



清點了一下,這次塔塔加總共來了七部望遠鏡,可以算是一個迷你的 Star Party。幾部望遠鏡在夜空下靜靜運作,偶爾傳來微風略過樹梢的聲音,以及赤道儀轉動時的馬達聲。往北看,銀河較為不明亮的部份斜掛在東北方的天空,與被紅色 LED 照亮的望遠鏡一起入鏡,形成這幅寧靜卻又有點詭異的畫面。最靠近鏡頭的望遠鏡,就是我的 FLT-132。




天亮前,還剩下一點時間,隨手找了 M13 球狀星團拍攝。

這個像是鑽石一樣的物體,是北天球最大的球狀星團,位於武仙座。M13 距離地球二萬光年,年齡有 120 億年,快要跟宇宙的 137 億年相當。事實上,球狀星團是星系裡面很古老的物體,但是它們的起源與意義仍然未知。通常越大的星系,所擁有的球狀星團越多。我們的銀河系包含了 158 個已知的球狀星團,M13 是其中一個。

拍完 M13,天也快亮了。端午假期的星空之旅也告一段落,期待下個月的朔,也能有個好天氣了。

2009年5月27日 星期三

天文攝影,Why ? (二)


業餘天文有其迷人之處,天文攝影更有它獨特的魅力。

現代人總喜歡講「追尋自我」之類的話,把一些嗜好用這幾個字來描述,業餘天文也不例外。但我卻不是很喜歡用這幾個字來解釋,為什麼自己會對這個嗜好如此瘋狂。與其說是追尋自我(哲學味太濃了吧),不如說我只是喜愛業餘天文活動的過程裡,那份無可取代的寧靜。

夜幕低垂後,漆黑的蒼穹點綴著滿天星點。銀河像是一片發亮的白雲,從地平線上升起。時間過得很慢,但是你可以感受到地球正慢慢地旋轉,因為你注意到,每隔幾分鐘,物體的位置便有了些許的差異。山上的黑夜通常非常安靜,偶爾有些風吹過樹梢的聲音,以及遠方不明鳥類的叫聲。沒有電視,也沒有左鄰右舍的雜音。看著星星、銀河隨著地球自轉而移動,你可以很清楚地感受到,自己在這個宇宙中所處的位置。這些跟在 Discovery 頻道、National Geography 頻道、或者 Internet 上看到的不一樣;這些是真實的,是可以用自己的感官去感受的宇宙。這種感覺,有點像走入了一個雄偉的殿堂,除了敬畏,還有讚嘆。

這種時刻非常稀有。我的人生有超過 99.99% 的時間,都用在唸書、工作、賺錢、討好父母、應付他人、為家人付出。但是在這稀有的一刻,我那忙碌得有點失衡的心,終於有了沈澱的感覺。

而沈澱給人真正自由的感覺,心靈上的自由。

就像出國旅遊,我們會用相機拍攝所去過的地方。與其說我們對那些地方存有感情,不如說我們透過攝影,試圖去捕捉那段時光,將自己當時的感受擷取下來,希望永久保存那份驚奇。天文攝影也是如此。透過攝影,企圖捕捉那一絲絲神祕的宇宙。覺得自己就要失衡的時候,看著自己的作品,總是能讓我回憶起,那稀有的一刻所帶給我的寧靜感受。

十九世紀英國詩人 Oscar Wilde 說,「我們都深陷泥沼,但有人卻懂得仰望星空」。我想我就像那個深陷泥沼,唯有藉著仰望星空,才能獲得心靈自由的凡人。




2009年5月24日 星期日

天文攝影,Why ? (一)


天文攝影結合了二種非常昂貴的嗜好於一身:業餘天文攝影。真的要先澄清一下,這裡所指的「昂貴」,不是只有金錢而已;更大部分指的是心理、體力、時間、情緒、毅力上的磨損。

天文攝影所拍攝的物體,絕大多數都是遙遠、黯淡的物體,像是星雲、星團、星系這類東西。這類黯淡物體有些用肉眼就可以看見,更多的物體只能透過望遠鏡才能看見,但有更多、更多的天體,用任何望遠鏡都無法窺見,只能透過攝影的手法,加以呈現。更有甚者,因為地球自轉的關係,這些物體在天空中的位置不是固定的,而是隨著地球自轉,一直在改變位置。這些特性,讓天文攝影成了攝影領域中,花費最多、技術最困難、產量卻最少的一種攝影活動。

一般攝影所使用的鏡頭,主要的目標都是調性較軟、對比較為不強烈的物體:人物、花、風景、動物、建築物,等等。天文攝影所拍攝的東西,調性較硬,對比強烈,特別是星點。星點攝影對於任何鏡頭來講,都是光學上最嚴苛的考驗。事實上,市面上絕大多數的攝影鏡頭,光學上的完美程度,仍無法達到天文攝影的要求。色差、像差、彗像差這些光學特性,在日常攝影中比較不明顯,放到天文攝影中,就成了明顯的缺陷。因此之故,用於天文攝影的望遠鏡,光學上的完美性遠遠超過了一般的攝影鏡頭,價格自然也數倍於後者。

焦長方面,天文攝影用的望遠鏡,通常介於 500mm 到 1000mm 之間。這個焦段的鏡頭(或望遠鏡),視野很窄,拍攝時需要極為穩固的腳架。又因為需要克服地球自轉的問題,必須架到稱為赤道儀的追蹤裝置上。品質優良的赤道儀,追蹤精確、穩固、耐用,當然價格也相當昂貴。

既然天文攝影這種嗜好如此昂貴,投資下去的金錢有「回收」的可能嗎?答案是:幾乎不可能。原因在於,天文攝影所拍攝的物體,絕大多數是已知的物體。遍佈全球的大型專業望遠鏡與圍繞在地球軌道上的哈伯太空望遠鏡,已經把這些物體從頭到尾、徹徹底底瞧了不知多少遍。也因此,網路上高品質的天文攝影照片,隨手可得,而且是免費的。只有極少數從事天文攝影的人士,有幸可以出售自己的作品。即使對這些少數的幸運兒,考慮到他們在設備上所投資的金錢,回收其實是少得不成比例的。

說真的,一頭栽進這種嗜好的人,都應該去檢查一下腦袋。

那麼,又為什麼要愛上這種嗜好呢?講坦白話,這個問題也一直困擾著我。每次上山,「工作」空檔,喘口氣時,腦海裡面浮現的,就是這個問題;努力思索的,是問題的解答。

那麼,我找到答案沒?Yes, and No.

To be continued...