观测摄影

浩瀚的宇宙无疑是美的，它像是一个庞大的影院，万千星辰当演员，无尽虚空作舞台，每时每刻都上映着精彩的剧本。剧本里的情节气势恢宏却又不忽略细部，剧本里的“人物”演技出色却又不刻意雕琢。它仿佛近在咫尺、唾手可及实际却远于天边、使你空生谓叹。它给人的感觉，康德曾一语道破——持久而恒、震撼人心！

　　但“宇宙电视台”的节目没有重播的可能，想反复领略这种美或是想与亲友们分享这种美，最好的办法莫过于借助天文摄影。 恰恰最近宇宙电视台好戏可谓接连不断，5.1黄金周“天狗吃月亮”特别节目的热度刚刚散去不久，尼特和林尼尔双彗星巡回演出之地球站就拉开序幕了。而年度大戏“金星凌日”也早已编排完毕，定于6月8号隆重登场！小旗为此特地与天极的几位编辑联合制作了这个天文摄影专辑，以供数码影像爱好者们参考。

　　一、数码天文摄影概述篇

　　在日常生活中，数码相机逐渐取代了传统相机的地位。但在天文摄影领域，光学胶片相机仍起着领导作用。不过，随着数码成像技术的发展，原先不适应于天文摄影的CCD技术有了长足的进步，已可以拍出质量具备一定水准的照片。

　　1 CCD像素值与成像分辨率大幅提升

　　主流CCD像素值突破500万大关，只要不用于超大图幅输出，精细程度上与优质胶片的差别肉眼根本无法分辨。

　　2 对长时间曝光的支持度提高

　　胶片感光有累积效应，对于暗弱星光可以通过长时间曝光获取较好影像。以前的数码感光产品没有这种特性，现在的高档消费级数码相机大都考虑到了长时间曝光的需要。

　　3 噪点的控制

　　数码相机在黑暗环境下工作曾有一个非常严重的问题，拍出的照片黑底上会有不少白色斑点。这是由于电路长时间工作局部过热导致。如今的准专业级消费相机这方面的改进比较明显。

　　而数码相机的固有优点——如文件管理方便、后期调整容易均随着IT行业的进展得到进一步地发扬光大，加上各种镜头、闪光灯等配件，最终效果并不一定比胶片相机差。

　　二、观星与拍摄器材篇

　　如仅为观星，器材方面就无需过多考虑。一个简单的双筒望远镜即能满足需求。选购天文用的双筒望远镜“口径”——望远镜镜头 (front lenses) 的直径是最重要的参数。口径越大成像越明亮。天文用双筒望远镜，镜头直径至少应达40mm，小巧的20mm到30mm双筒望远镜用于白天看风景很恰当，但因不能聚集足够的光线，故并不适合于天文观星。怎样知到双筒望远镜的直径呢? 很简单。看看每副双筒望远镜上标有的一组数字，以7×50为例，“7”表明放大倍数，“50”指镜头直径。

　　拍摄方面，为配合相机的长时间曝光，支架绝对是少不了的。而增强相机光学取景能力的望远镜同样缺不得。望远镜的支架分为两种：地平式和赤道式。地平式支架便宜一些，构架和普通的DC用三脚架差不多，重量较轻，搬运、调试都更方便。但当你需要对天体进行跟踪拍摄时，地平式支架就显得力不从心了。因为天体与地球的相对位置是在变化的。赤道式支架（又称赤道仪）则是天体跟踪摄影的必备器材。当然，无论选择哪一种支架，稳定性才是最基本的参数，使用稳定性差的地平式或赤道式支架观测天体，调焦和找星均会麻烦很多。

　　其余还有目镜、寻星镜、天顶棱镜、滤光镜、太阳滤光镜、巴洛镜等配件，本文限于篇幅，就不一一举例了。

　　三、摄影方法篇

　　一般的拍摄流程是这样的：用7×50双筒镜找到目标，再用接驳好相机的赤道仪跟踪。设定1-2分钟曝光时间并开启相机降噪功能拍摄数张相片，数码相机感光敏锐，所以不需要像普通相机那样曝光很长时间。整理相片时，将多张同内容、曝光较短的相片在Photoshop中重叠，最终得到一张影像更强的成果图。如图03为尼康Coolpix 995数码相机拍摄Bradfield彗星数张1分钟曝光(最广角、ISO 400和800、降噪开启)，5张叠加。如图04为2张叠加，此时天快亮了。

　　另外，值得注意的是，在城市内进行天文摄影有诸多的弊病，其中最为严重的干扰当属光污染。人烟稀少、空气清新之处方利于天文摄影的正常进行。

　　四、如何观测摄影太阳

　　摄影、观测太阳需要的器材除相机外，还有望远镜、投影用的目镜（增大望远镜放大倍数）、赤道仪和太阳滤镜等。为了避免灼伤眼睛、保护仪器，建议采用望远镜前减光法，而非镜后减光法。若采用镜后减光方法看太阳（没配太阳棱镜），则烧爆太阳滤镜只是时间上的问题。如果滤镜爆裂时拍摄者仍在对焦的话，此人双眼会有失明危险！另外，假如你只有物镜后的太阳滤镜，物镜前没加滤镜，每次拍摄后便应尽快将拍摄视场移离太阳，方法是反方向转动赤经轴，把望远镜导向东（转动赤纬轴导向南北亦可）。

严重警告 　　

　　太阳是一个发出极度强光的天体，千万不可用肉眼， 或用未有适当减光设备的望远镜、双筒镜或相机等光学仪器，来直接观看太阳， 就算只有三几秒，你的睛亦很容易会被强烈的阳光烧伤，造成永久性的伤害。

　　太阳仅可以在日全食的极短期间能够用肉眼安全观看。日偏食及日环食就绝不能在没有采取特安全范措施观看。甚至当在日全食的偏食阶段，太阳的表面被遮掩了99% 时，剩下新月形的光球层，它也可以对眼睛造成伤害。不要试图用肉眼观察任何日偏食或环食阶段的太阳。

　　日偏食、日环食和日全食的偏食阶段所需要用的设备，技术和防范与一般太阳观察相同。最安全的最廉价是采用投影法。

　　投影法是把太阳的影像投射至白色纸板上。最简单的是用二块硬纸板做一个投影器。在其中一块硬纸板钻出一个小孔，并在另一块硬纸板上贴上一张白色纸。将两块纸板举向天空，有孔的一块放在前面及对准太阳，使太阳光通过小孔投射在白纸上。

　　透过望远镜或双筒望远镜同样能够进行投影的。首先将仪器对准太阳，绝对不要透过望远镜的接目镜或侧边的寻星镜来观看，而应该把仪器上下前后移动，直到它在地面上的阴影是在最短的状态，此时太阳应该位于或至少接近于视野中。(须确定没有人会透过接目镜来观看，特别是那些可能不晓得此种危险性的幼童。)

　　一旦仪器中心对准太阳，调教焦点直到硬纸板上的投射影像看超来清晰。太阳影像的大小可以藉由移动硬纸板来改变。假如影像太小，就要将屏幕移离接目镜；如果影像太大或太暗，则要移近与接目镜的距离。

　　为加强太阳影像的反差，可以先裁剪出一块硬纸板并置于镜筒前端使其紧密接合，藉遮挡着前面的太阳光来改善影像。

　　在进行长时间的投射太阳影像之前，请留意以下的警告：太阳的强大热力会伤害仪器的精密光学部分，或使黏合接目镜或双筒望远镜的胶软化。为了避免发生这种状况，可以将望远镜或双筒望远镜每3分钟或更短时间，就要转离太阳30秒，使其温度降低。最好也能够以一种廉价的接目镜，来投射太阳的影像。

　　我们只可以透过适当的太阳滤光镜来观察太阳。一般来说，这些滤光镜都是在玻璃或塑料薄膜镀上一层金属来达到减光目的。这些滤光镜都能够将可见光、红外线与紫外光减少99.999%。

　　我们可以把这类滤光镜装在望远镜前，或透过它用肉眼直接观察太阳。

　　烧焊工人使用的14号镜片，也可以用来安全观看太阳。二至三层完全曝光，而且冲洗过的传统黑白负片亦能够使用。因为在全黑负片里的银，能使太阳的强烈辐射转向。

　　不过要留意的是，目前有一种所谓「无银」的黑白负片，如 Ilford XP-2，这种黑白负片和彩色负片一样，拿来作太阳滤光镜并不安全。

　　医学用的

　　还有，千万不要使用装置在望远镜目镜内的太阳滤镜，由于目镜的位置正是太阳光最集中的一点，观察太阳时，装置在目镜内的太阳滤镜，可能因受热过度而破裂，对观察者的眼睛造成永久损害。

　　最后，不要替你的望远镜装上非为望远镜特别设计的滤光镜，这样会伤害你宝贵的眼睛。

　　X光胶片(有图像的)、用烟熏黑的玻璃片、太阳眼镜、一盘墨水、摄影用的中密度滤光镜及偏光镜，也是不安全。
月球

对广大天文爱好者来说，掌握月球的光学观测，实为一技之本。 由于月球的视面大，表面清晰可辨，可观测的项目多，而且通过认真的观测，比较容易获得观测成果，因此，月球观测是进行天文普及教育的最生动最真实的活动。 380 年前，枷里略发明了望远镜后首先把望远镜指向了月球，就获得了惊人的发现。过去，许多月面观测都是由素质极高的天文爱好者来承担的，其中不少人以此方面的成就跃居月面学家。

　　观测仪器的选择

　　这里所说的光学观测，指的是通过天文望远镜的观测。那么，用什么类型的天文望远镜观测月球最理想呢?

　　首先谈谈对光学系统的要求；因为月球属于有延伸面的天体，主要是观测月面的细节。所以天文望远镜的分辨本领要强才行。

　　分辨和望远镜的有效口径有如下的关系：6＝140/D、D为有效口径，以毫米表示。若要分辨月面1角秒的细节，则望远镜的有效口径起码得140毫米才行。当然，这也绝不只是一味追求望远镜的口径大，聚光多。而前题是要求望远镜光学系统消除色差、球差和彗差。一般来说，较优良的折射望远镜物镜都是由两块透镜组成，目的就是为了消除这三种差。同时，折射望远镜的相对口径通常在1/15～1/20。而反射望远镜的相对口径往往在1/3.5～1/5，比折射望远镜大。反射望远镜产生的仪器散射光也比折射望远镜大。因此，一般说来，折射望远镜比反射望远镜更适合月球观测。施米特一卡塞格林式和马克苏托夫一卡塞格林式望远镜也适宜观测月球。诚然，质量好，并且视场较小的反射望远镜也可以观测月球。折射望远镜物镜口径不要小于5厘米，反射望远镜物镜口径不要小于10厘米。

　　其次，对机械系统的要求，最好是有跟踪的赤道装置。只有这样，才能进行上述各项系统观测。第三，对目镜系统的要求是应备有多种目镜。目视观测要定位绘图，有十字丝装置的目镜较理想。如果有动丝测微器就更好了。

　　观测地和天气的选择

　　为了尽量获得高清晰度的月面细节，最大限度地发挥天文望远镜的本领，观测地点和天气状况的选择是很关键的。

　　1、观测地点：望远镜不要直接架在水泥地面上。尤其是夏季，水泥地面的气流变化大。冬季也不要架在有雪水的地面上。观测地要尽量减小外界的震动和烟尘的污染。最理想的是望远镜处在居高临下，周围或观测方向上是草地、或水域、或泥土地的开阔区域。

　　2、天气：一般说来，雨雪过后的晴天，大气的透明度极佳，然而，宁静度往往极差，这时拍下的月球照片，远不如目视清楚。这就要观测者根据本地小气候的规律，掌握观测时机。

　　观测方法

　　从前面所述观测项目可以看出，我们主要观测的是月面形态。为此，只介绍目视观测。

　　目视观测目的就是认识月面环境，了解特殊结构，进而绘制月面图。什么样的月相最适宜目视观测呢?人们往往迷恋于满月的多姿，陶醉于它柔和的光辉。其实，这时通过天文望远镜观测，它光强刺眼，细节完全不清，月视观测最好的日于是弦月前后。这时月光抚媚，立体感很强，月面就像石膏艺术品一样，呈现在观测者面前。

　　目视观测用多大的放大倍率月镜呢?选择目镜主要考虑两点：其一，选择适当的放大倍率，而不是越大越好。我们知道，眼睛对目镜视场内细节的分辨本领约为2角分。如果你要观测月面1角秒的细节，必须把它放大到2角分以上才行。也就是要选用放大120倍以上的目镜。从衍射理论看，只要能看清天体望远镜就算发挥了最大本领。要想再追求高倍率也无济于事。而且，由于大气抖动，要想看清0．2角秒以下的细节，那是根本不可能的。观测月球最好的放大率为有效口径的1．5-3倍的数值。显然，望远镜的有效口径越小，选用的放大率也相应的要低。其二，放大率越高，视场越小，视场越暗。一位月面学家说得好：-对月球的观测，清晰比大小更有价值。-因此，每次观测前，根据观测目的，选用几种目镜试一试，然后从中再定。

　　如果要绘图，首先应定比例尺，画出预定的月轮，绘出月面中央子午线和东西线。有条件的还要算出(或查出)、月球的球面位置：月球自转轴的方位角P，通过视面中央于午线的经度L0，视面中心的纬度B0。绘制时，要从靠近月轮中心区的特征开始。对一些重要细节结构，应用测微器测出位置和大小。

　　目前天文学家已编制出几种月面详图。天文爱好者们通过自己的观测对月面的认识会更深刻，更有意义。

　　这里讲了一般的情况，关键还得通过自己的实践，多练习，多总结，逐步摸索经验，提高水平，不断集聚成果。



观测水星

　　观察水星的最加时候是在日出之前越50分钟，或日落后50分钟。当我们朝最*近太阳的行星——水星看的时候，我们也就是朝太阳的方向看。需要牢记的是不要直接看太阳。

　　若用望远镜看水星没，则可以选择水星在其轨道上处于太阳一侧或另一侧离太阳最远（答距）时，并在日出前或日落后搜寻到它。天文历书会告诉你，这个所谓的“大距”究竟是在太阳的西边（右边）还是东边（左边）。若是在西边，则可以在清晨观测，；若是在东边，则可以在黄昏观测。知道了日期，又知道了在太阳的哪一侧搜寻，还应该尽可能挑一个地平线没有东西阻隔的地点。搜寻水星要在离太阳升起或落下处大约一柞宽的位置。你将会看到一个小小的发出淡红色光的星星。

　　在其被太阳光淹没之前，你大概可以观测他2个星期。6个星期之后，它又会在相对的距角处重新出现。


　　观测金星

　　金星的轨道比水星的要大。当进行处于西方（在太阳之又）或东方（在太阳之左）的最大距角时，看起来它距太阳比水星星距太阳远一倍。金星是天空 中最亮的天体 之一，观察它的最佳时间可能是当太恰好位于地平线以下的时候。必须注意，千万不能用眼睛直接看太阳。太阳落山金星随后落下，此时它位于太阳之左；太阳升起前，金星首先升起，此时它位于太阳之右。

　　你很容易分辨出金星来，它明亮而略呈黄色。当金星呈大“新月”形时，用双筒望远镜观测它是最合适的。此时金星位于最大距角点与下合点之间。在下合点时金星位于地球与太阳 之间，我们便看不到它了，注意调好望远镜的焦距，使之能观察遥远的物体。

　　观测火星

　　当地球位于火星与太阳之间时，称为火星冲日。这是观测火星的好时机。当太阳西下，火星正从东方升起，火星整晚都在地平线以之上，探索它的最佳时刻就是太阳刚刚西下以后，火星每2年零两个月冲日一次，可是，对于观看火星来说，有些冲日比其他冲日更要优越。最好观察的时节在夏末，每过15～17年才会有这样理想的观察时机。上一次这样的观察时机发生在2003年。然而，凭借优良的望远镜和火星那与众不同的红色光芒的照耀，我们大多数年份可以观察到它。一架放大功能极佳的望远镜可以显示出火星极地上的一块白斑。由于火星季节性的气温变化，白斑会在几周的时间会增大或者消融。

　　观测木星

　　木星每隔13个月便与地球处于冲的位置，你通过双筒观剧镜和望远镜就可很容易看到它。利用望远镜你甚至可能看到几个或全部4个伽利略卫星。木星通过黄道星座需一年时间，而沿轨道饶太阳运行一圈需12年时间，从隶书上可查到木星处于哪个星座。

　　木星非常明亮，比最明亮的恒星天狼星要亮3倍。用星图很容易找到木星。木星放射着稳定的黄色光芒。伽利略卫星在木星赤道平面的细线状区域内运行，在他们的运行轨道上呈现为亮点状。

　　一架放大20倍的望远镜，可使你看到木星略呈扁圆形，若想看到木星大气层的亮带，则需要一个放大倍数高得多的望远镜。

　　观测土星

　　由于土星距离地球非常遥远，所以不容易找到它。但只要你碰到它，就不会认错。土星看上去同邻近的亮的恒星没有显著的区别，所以望远镜越好，看的越清楚，当然你用一个不错的双筒望远镜也能看见它的环。

　　如果土星的环向我们倾斜，我们观察起来便可以看的更清楚。这种情况15年发生一次，在土星30年的公转周期中，有2次。1988年，土星的环看得最清楚，上一次发生在2003年。在1995～1996年期间，土星环的边朝着地球，所以几乎看不见。天文年历将告诉你，在不同的年份和季节，在天空的什么部位可以找到土星。

　　土星处于冲的位置时最亮。当环的边朝着地球时，可以找到土星最大的卫星，如土卫六、土卫五、土卫三及土卫四的条件最好，当然，这要求你至少拥有一架60mm的折射望远镜。

　　观测外层行星

　　天王星、海王星

　　在上实际整个90年代，天王星和海王星都可以在人马座观测到。用一本天文年历便可以找出你要观察的那一天它们在天空 中出现的位置。

　　天王星应该能与周围的恒星相区别，用放大倍率为40倍的望远镜便可以看到圆盘状的天王星，而不是星光闪烁的光点。天文杂志经常会按月给出这些距离遥远的行星的详细位置。

　　用业余望远镜是不可能看到海王星的圆盘状形象的。除非你用的是主镜直径为60mm的高质量望远镜。海王星看起来比天王星暗淡。

　　冥王星(小行星)太小也太遥远，没有大型望远镜是看不到它的。


　一、步骤

　　1. 流星和流星雨的目视观测

　　直接用眼睛或通过双筒望远镜、广角望远镜来做目视观测。

　　（1）预备阶段

　　首先要选择好观测地点，要在天光背景暗的空旷地区进行观测，最好在城郊地区，那里没有或很少有灯光污染。

　　备好星图、钟表、暗的红光手电筒（电筒前遮一块红布）、录音机、记录纸、铅笔等；若在冬季，要注意保暖，带好防寒用品。

　　观测当夜要先测试自己眼睛的极限星等：观测天顶附近的星座，看不同亮度的恒星，由星图标出的星等检验眼睛看到星的亮度，由此测试你能看到的最暗星是几等星，测试多次，然后取其平均。

　　（2）观测和记录的内容：首先要做好观测环境记录：观测地点（地理经度、纬度），天气状况（晴 阴 云 雾 气温等）等。

　　要准确记录观测时间，包括开始时间、结束时间，以及观测的有效时间等。

　　图sh 4.1 流星雨

　　记录内容：最好用录音机录下口述结果

　　① 流星或流星雨出现的时刻、持续时间；

　　② 流星的计数，每小时或每分钟出现多少颗；

　　③ 流星的亮度估计，各星等流星的星数；

　　④ 流星的颜色（白色、黄色、红色、还是绿色）；

　　⑤ 流星出现点、消失点的坐标（可同时描绘在星图上）；

　　⑥ 视场中心位置（可用视场中心的星座或恒星的名称表示）。

　　（3）目视观测注意事项

　　① 观测流星雨时不要只把目光盯住辐射点，要注意辐射点周围较大范围的天区。

　　② 注意每个人独立观测，并如实记录所观测到的一切；眼睛要始终盯着观测天区，即使记录时也不要将目光移开；最好有人专门负责记录，或用录音机进行口录。

　　③ 注意区分流星雨和偶发流星。沿流星路径反方向做延长线，看它是否通过辐射点，如果通过则属于流星雨，否则就是群外流星。

　　④ 如果发生火流星，要注意观察流星余迹，记录其持续时间；若流星余迹消失很快（短于十分之一秒），则在这颗流星上角注上“+”号，表明是一颗余迹短暂的流星。

　　2. 流星和流星雨的照相观测方法和器材

　　流星和流星雨的照相观测能客观地描绘出它们的准确方位和星等。

　　(1) 直接照相有两种方法：一是固定拍摄方法，即将相机固定在三脚架上，将快门置于“B”或“T”位置上，完成拍摄的整个过程中相机始终固定不动，选取相同的露光时间连续拍摄（如5分钟拍一次）；另一种为跟踪拍摄，即将相机固定在望远镜的跟踪装置上，在相机与星空一同做周日视运动的情况下进行拍摄。

　　(2) 拍摄前，应先估算出照相观测的极限星等mp，即了解照相机能够拍摄下来的最暗的星等值，可按如下经验公式计算：

　　mp = 4 + 5lgD + 2.5lgt

　　式中，D是望远镜的物镜口径或照相机的口径，以厘米为单位；t为照相露光时间，以分钟为单位。这里没有考虑天气条件及应用特殊灵敏底片等情况。

　　(3) 如果在相机前加一旋转的快门，则可以拍摄到断断续续的流星划迹，已知快门旋转的速度就可以计算出流星的运动速度 。

　　(4) 观测注意：不要把相机的镜头对向辐射点，应有一定的角度位置（辐射点周围30°～ 40°），因为这是流星最可能经过的地方。

　　(5) 照相器材：

　　照相机 选择好一架广角照相机，视场越大越好，如20°～ 40°。对它的极限星等要有所了解。

　　胶卷（或底片） 采用黑白胶卷，感光灵敏度要达到ISO 400，ISO 3200，以适于在弱光的场合下拍摄。选黑白胶卷是为了方便地根据底片特性曲线由黑度化成强度，确定所观测到的流星星等。彩色底片可用作科普宣传，而不易作星等的测量和归算。对火流星照相要根据当天夜晚的条件如月光、城市灯光的情况选择底片。由于火流星较亮，一般可选中等灵敏度的胶片（如感光度为ISO 400）。

　　三角架和快门线 要有稳固的三角架及控制灵活的快门线，这是拍出好片子至关重要的因素。可在三角架下加重物来增强其稳定性。拍摄前，一定要检查快门与快门线，使其无论是在寒冷的冬夜还是潮湿多雾的凌晨，都能开、关自如。

　　二、观测资料处理

　　1．天顶小时率的计算

　　辐射点位置不同时，可观测到的流星数目不同：辐射点越低，可观测到的流星数目越少，这是地球大气的吸收和散射造成的消光影响所致。因此，为了客观地比较流星活动的强弱，应把所观测到的流星数目都归化到同一高度。为此，引入了天顶小时率ZHR，它定义为晴夜在天顶处每小时观测到的流星数，其计算公式为

　　ZHR = n f c z / t

　　式中，t为有效观测时间，即扣除中间休息的观测时间，以小时计算；n为该时段内观测到的流星个数；f为云量的改正因子；c为目视极限星等的改正因子；z为辐射点不在天顶时的改正量。

　　f通过云覆盖量加权平均系数来计算：

　　f = 1/1-k

　　晴夜时，k = 0，f = 1；若有云，则先求出k。

　　极限星等改正因子c，即观测者的目视极限星等Lm不等于6.5m时的改正量：　

　　c = r 6.5Lm

　　式中，r是星等为m+1的流星数Nm+1与星等为m的流星数Nm之比。对于流星暴雨，

　　R = 2.0 ~ 3.5，或取r = 3.0。

　　z由下式计算　z = arcsin h

　　式中，h为辐射点的地平高度（10°≤ h ≤90°），可由球面公式计算（也可由天文软件查出）：

　　Sin h = sinφsinδ+cosφcosδcos(S-α)

　　式中，φ为观测地的地理纬度；α为辐射点的赤径（以度表示）；δ为辐射点的赤纬；S为地方恒星时，S-α=t，t为辐射点的时角。

　　2．辐射点坐标的确定

　　先把流星矢线表绘在星图上，然后将矢线沿流星运动相反方向延长，同一流星群的延长线将汇集于一点或一小区域，这就是辐射点的位置所在；它在星图上的赤径和赤纬即为辐射点的坐标。

　　3.目视观测流星雨的记录格式

　　按照国际流星组织(IMO)的要求填写目视观测流星雨的记录，内容如下：

　　观测日期：开始观测时间，结束观测时间（世界时）；

　　观测地区：地理经度λ，地理纬度φ；

　　观测地：国家或地区；

　　观测者姓名：

　　观测的流星雨：观测到的每小时的流星数和每个流星雨的流星总数（可能一夜出现多个流星雨）；

　　流星雨辐射点位置：α、δ；

　　观测的流星数N：若没有看到流星，记为“0”；若流星雨的流星很多，不计其数，记为“/”。

　　4．照相资料处理

　　照相后要用显影液、定影液认真冲洗底片，冲洗后要晾干。如果要测定流星的星等，则必须要进行定标处理 。可选择观测底片上流星周围的一些已知星等的亮恒星（选7～15颗）作为定标的标准星，或另拍一张昴星团或北极星序的底片作为标准；再利用显微光度计或PDS底片量度仪测出每颗星的底片密度（黑度），即可作出底片特性曲线。根据作出的底片特性曲线，便可由流星像的底片密度查出流星的照相星等（参照 刘学富编著的“观测天体物理学”）。

　　资料处理类似目视观测，但要注明：照相机的情况（口径、焦距、光圈）、胶卷类型、感光度（ISO）、冲洗液（如用D — 76冲洗）、定影时间等。


著：Alan M. MacRobert 译：Steed Joy

　　好了，你已经将望远镜瞄准了你想看的天体，你相当肯定这一点。根据你使用的星图，寻星镜的十字叉丝已经指向了确切的位置。现在，你希望能看到些什么呢？

　　很可能比你期待的要差很多——但一定比它留给你的第一印象要好一些，第一印象往往是最令人失望的。

　　如果你的目标是颗明亮的恒星，那它会更明显，更美丽，但却毫无细节可言。在望远镜中，恒星是个明亮的光点，就像用肉眼看到的一样，只是更明亮一些。比恒星有趣得多，但通常也更难观测的，是深空天体：星云，星团，和星系。用中等的望远镜就可以看到成百上千的，像幽灵一般、令人难以捉摸的光晕。

　　例如你已经对准了梅西耶87（M87），这是春季夜星中一个巨大的椭圆星系，距离我们5千5百万光年。在目镜中，你会看见一个细小的、不成形的、非常暗弱的灰色烟斑，浮现在几颗恒星的光点之中。尽管成功地找到它也会带来一种令人激动的成就感，但许多新手都会对这种景象感到失望。“难道所有的星系都是这样子吗？这一点儿也不像书上的照片！”

　　你刚刚验证了一个事实，人类的肉眼并不适合在黑暗中工作。这与相机在低亮度下的工作情况完全不同。我们是在阳光下进化而来的昼行型动物；我们的眼睛并没有专门对夜晚进行设计。你用肉眼看到的星系永远不可能像书中随处可见的照片那样壮观。但是这才更有挑战性。许多深空天体在长时间、适当的观察下，的确能够展现出大量令人吃惊的细节——即使是我们与生俱来的、不完美的眼睛也能看到。

　　望远镜对深空天体所起的作用，与对月球、行星和地面风景所起的作用完全不同。对后者来说，它的主要作用是放大遥远的细节。而对于深空天体，望远镜的主要作用是为你不敏感的眼睛收集更多的光线。看不到深空天体的主要原因，不是因为他们太小，而是因为它们太暗。

　　因此，深空天体观测拥有其独特的技巧。所有技巧都是为了帮助眼睛看到几乎完全黑暗的东西。以下是每一个观测者都应该知道的一些要点。

　　天空明亮度

　　影响深空天体观测的一个最重要的因素就是光污染。在所有我们能列出的天体中，它对暗淡的面状天体影响最大。黑暗天空的影响程度甚至超过了望远镜口径的影响；一架小望远镜在农村可以看到的暗星云和星系数目，比城市中的大望远镜要多许多。

　　有人说，即使住在严重光污染的地区，你仍然可以透过天光看到深空天体，从而得到快乐。纽约的观测者Jenny Worsnopp在她曼哈顿的楼顶上几乎找遍了所有的梅西耶天体；马萨诸塞州，剑桥的天文爱好者Tony Flanders也在城市公园里实现了这一目标。只要记住，不要因为看似平庸的结果而责备你自己或是你的望远镜。更好的选择是，记得把你的望远镜带到乡下别墅里去。



　　你能够通过严重光污染（左图）观测到猎户座大星云M42，但在黑暗、无月的天空中（右图）可以看到更多细节。M42是两张照片中靠近底部的光斑。这些照片中包括了猎户的腰带（靠近顶部）和宝剑。S&T / Dennis di Cicoo

　　黑暗适应度

　　人类的眼睛需要一段时间来适应黑暗。只要你走到黑暗的环境中，眼睛的瞳孔只需要几秒钟就能扩张到差不多最大的程度。但是黑暗适应度最重要的部分与视网膜上的化学变化有关，这通常需要很长时间。

　　在完全的黑暗中呆上15分钟后，也许你会认为你的眼睛已经完全适应夜视了。但事实上，你的眼睛在接下来的15分钟内，对星光的敏感程度还可以增加2个星等——亮度相差6倍。此后的90分钟，甚至更长时间里，黑暗适应度仍然在非常缓慢地增加。因此别指望在观测的最初半个小时，甚至更短的时间内，能够很好地看清暗淡的天体。

　　实际上，完全黑暗是不可能达到的。即使不考虑光污染，你仍然需要一些光线来看清你正在做的事情。天文学家长久以来一直使用昏暗的红色手电筒来照明，因为红光对夜视能力的伤害最小。在接近黑暗的环境中，你是用视网膜上的杆状细胞来看东西的，这些细胞几乎看不见可见光波段的红色部分。你能看见红色的光线，是视网膜中的锥状细胞在起作用；锥状细胞可以帮助你在白天分辨各种色彩。（你有三种锥状细胞——红色，绿色和蓝色——但只有一种杆状细胞，对红光不敏感。）你可以使用红色锥状细胞来阅读星图和操作设备，从而保护你的杆状细胞能够灵敏地看清目镜中的东西。

　　你可以用橡皮筋在手电筒前面绑一张红色的纸，这样就可以得到昏暗、弥漫的光线。你也可以在一个两节电池的手电筒上换上适合3到4节电池手电筒使用的灯泡，从而得到更暗，更红的光线。然而，比这些传统手法更好的选择是红色LED（发光二级管）手电筒。它高纯度，深红色的光线可以更有效地区分杆状和锥状细胞的作用范围。现在已经出现了许多专为天文爱好者设计的LED手电筒。

　　另一个保护黑暗适应度的秘诀是，用一只眼睛观测，另一只眼睛阅读星图。当不进行观测时，闭上那只观测用的眼睛，或者找个眼罩把它遮起来。

　　转移视线

　　当你直视某样物体时，它的影像会投射到视网膜的中央凹上。这个地方遍布了适应亮光的锥状细胞，在强光下可以提供最锐利的分辩率。但是这个小凹对弱光几乎是无能力为。因此为了看见暗淡的物体，你不得不把视线稍微移开一点。这么做是为了让目标物体的影像离开中央凹，投影到视网膜中包含更多杆状细胞的区域，这种细胞只能看到黑白世界，但对光线的敏感程度却比锥状细胞强得多。

　　为了实验这种效果，请直视一颗亮度适当的暗恒星。它会消失不见。把你的视线移开一点；它又会再次出现。

　　练习将你的注意力集中在稍微偏离视线中心的物体上。这种技巧被称为转移视线。在深空观测时，几乎在所有场合下都需要使用这一技巧。

　　实践表明，当目标朝着鼻子方向，偏离视线中心8°到16°时，眼睛对暗淡物体最敏感。向上偏离视线中心6°到12°时，也同样敏感。要避免将目标朝着耳朵方向偏离太远；这样影像会移到视网膜的盲点上，这样就完全看不见了。

　　实际上，目标应该偏离中心多远，这是个非常矛盾的问题。偏得不够远，就起不到最大的暗视效果；偏得太远，又会丧失分辩细节的能力。

　　你的间接视力对运动物体高度敏感。在特定的情况下，晃动一下望远镜就会使一个大型、暗淡的星系或者星云幽灵般地浮现在视野中。当晃动停止时，一切又会消失在迷离不清的天空背景之中。

　　但在其他情况下，只有完全相反的技巧才能适用，尤其是对那些即小又暗的天体。科罗拉多州天文学家Roger N. Clark在1990年出版的《深空天体的目视天文学》一书中记载，有些研究表明肉眼事实上可以像照相底片一样，长时间累计光线——只要这一影像能够保持完全静止。在明亮的光线中，眼睛的积分时间，或者说“曝光时间”，只有大约1/10秒。但在黑暗中，Clark声称，事情就完全不同了。只要你能够将图像保持在视网膜上足够长的时候，肉眼就可以在长达六秒的时间内累计曝光，合成一张可以看见的暗淡影像。这么做与我们的本能有点背道而驰，因为在明亮光线中凝视某件物体，时间久了反而会看不清楚。

　　长时间曝光也许可以解释，为什么有些资深的观测者能够看见的深空天体，初学者却看不见。也许是因为老手已经在无意中学会了什么时候应该保持眼睛静止。这也有助于解释为什么保持身体的舒适对于观测暗天体是如此的重要。疲劳和肌肉收缩都会增加眼睛的移动。

　　使用高倍率

　　传统的想法认为，低放大率（低倍率）对深空天体观测更为有效。毕竟，低倍率将面状天体的光线聚集在更小的面积内，增加了视表面亮度（照到视网膜上每平方毫米的光线总量）。但是，就像Roger Clark已经证明的那样，这个假设通常是不正确的。许多暗淡的深空天体更适合用高倍率观测。其中的原因非常微妙，也很重要，下面我们会说得更详细一点。

　　与相机和其他纯机械的光学系统不同，肉眼在暗弱的光线下分辨率会降低。这就是你不能在晚上阅读报纸的原因，即使你能够看见报纸，即使夜晚你的瞳孔扩张得更大，理论上应该可以比白天更清楚锐利地看清上面的文字。研究表明，肉眼在明亮的光线下，可以分辨小到1角分（1/60度）的结构，而在夜晚的暗淡光线下，连20到30角分（1/3到1/2度）大小的结构都无法看清。这差不多相当于肉眼看月球的大小。因此，只有在将它们放大到几十个角分时，极暗天体的细节才能被分辨出来，这通常需要使用非常高的倍率！

　　肉眼为什么会是这样的呢？这与我们的眼睛处理夜晚光线的方式有关。照相底片是被动地记录光线，而视网膜神经系统则拥有强大的计算能力。在暗弱的光线中，视网膜会与邻近的区域比较信号。一个只能投影在一小块面积上的暗淡光源——比如目镜中的一个小星系——可能完全看不到。但是它的确被视网膜记录到了，证据就是拥有同样低表面亮度的较大的星系就可以很容易看到。实际上，当杆状细胞看到一个可疑的光信号时，它们会向周围其他的杆状细胞询问有没有看到这个信号。如果答案是肯定的，这个信号就会通过视觉神经传递到大脑中。否则，这个信号就会被丢弃。

　　当一个像被放大到高倍率时，它的表面亮度的确变暗了。但是进入眼睛的光子总数仍然是相同的。（光子是光线的基本粒子。实验表明大部分人能够感觉出低到每秒50到150个光子的亮度。）实际上光子分散在更大的面积内并没有太大关系；视网膜的图像处理系统会处理它们。当然必须在一定的亮度以上。合适的放大倍率必需满足以下的平衡：即影像要有足够大的角直径，表面亮度又不能降得太低。

　　所有上面这些对深空观测意味着什么呢？简单来说，对任何天体都尝试使用不同的放大倍率是个明智之举。（更明智的选择，高质量变焦目镜会让这一切变成小事一椿。）你会惊奇地发现，在不同的倍率下，看到的东西会相差得如此之大。

　　还有一点：有些人相信长焦距（大焦比）的望远镜中的暗天体图像比短焦镜中的更清晰，对比度更高。但焦比并不是关键。这可能只是因为长焦望远镜的放大倍率更高！（也可能长焦镜的光学性能更好，因为“慢”反射镜或是折射镜片总是比“快”镜更容易制造。）

　　捕捉色彩

　　深空天体经常使初学者失望，并不仅仅因为缺乏细节，还因为缺少那种照片上记录到的绚丽色彩。

　　为了能够向我们显示出色彩，深空天体的表面亮度必须亮到足够刺激视网膜的锥状细胞——如此明亮的深空天体屈指可数。猎户座星云（M42）的最明亮部分满足标准，还有一些细小，但表面亮度够高的行星状星云。对暗淡物体的颜色辨别能力因人而异，差别很大，这很令人吃惊。

　　转移视线法并不适用于捕捉色彩。锥状细胞最密集的地方是中央凹，因此请直视你的目标。在这种情况下，最低的有效放大率效果最好。大口径望远镜对那些寻找深空天体颜色的人们尤其有利。

　　其他提示

　　对每个深空观测者，即使是那些使用电脑寻星望远镜的人，非常详细的星图仍然非常重要，比如《Uranometria 2000.0》和《Millennium Star Atlas》中的那些星图。如果你知道暗深空天体在你望远镜视野中的确切位置，就能更确定地看到比平时暗一个星等的天体。这相当于把你的望远镜口径增大了60%。

　　当你全神贯注于一个非常接近视力极限的深空天体时，经过10到15秒之后，有没有感觉越来越看不清楚呢？是天空的背景亮度增加了吗？问题在于：你不知不觉地摒住了呼吸。低氧状态可以迅速破坏夜视能力。一位老变星观测者的秘诀是，在试图观测非常暗弱的目标之前，先进行15秒左右的深呼吸。观测时则应该保持呼吸均匀。

　　酒精、尼古丁，和低血糖也会减弱夜视能力，因此进行深空观测时不应该饮酒、吸烟，或者饿肚子。带上一份快餐。缺乏维生素A也会削弱夜视能力，但如果你已经有足够的维生素A，再多吃也不会有任何好处。发达国家中，几乎没有人会缺乏维生素A。因此别指望胡萝卜汁能够提高你的夜视眼。

　　在强烈的阳光下呆得太久，会降低此后几天内你适应黑暗的能力，因此如果长时间在户外活动最好戴上太阳镜。必须使用标签上注明防紫外线的太阳镜（不管是UVA还是UVB）；有些便宜货是不防紫外线的。经年累月的太阳紫外光（也许还有更明亮的可见光）会使我们的晶状体和视网膜逐渐老化，降低敏感性，增加视力疾病发病的可能性，比如白内障和晶状体浑浊。因此，如果你在户外佩戴普通眼镜的话，请你的验光师在镜片上加镀一层紫外滤膜。这是个既便宜又简单的方法，可以大大地减少你一生中暴露在紫外线下的时间，因此不管医学上有没有即刻的需要，任何一个戴眼睛的人都应该加镀紫外滤膜。

　　最重要的是，要有耐心。如果最初你在星团、星云、或者星系应该出现位置上什么也没看见，那就继续观察。然后你就会看到更多的东西。你会很惊奇地发现随着观察时间的增加，越来越多的东西会闪进你的视线——更暗一点的恒星出现在这里和那里，可能刚好就是你想观测的天体。瞥见一次，就会瞥见第二次，之后你会越来越经常地瞥见它。几分钟后，也许你就可以在原先什么也看不见的位置上持续地看到你的观测目标了。

　　你的观测技巧会随着练习而提高，这是毫无疑问的。将视力推至极限的才能是可以后天学习的。“别指望你能够一眼就看到，”18世纪的观测者威廉•赫歇耳写道，他常被认为是现代天文学的开创者。“目视能力在某种程度上是一项需要学习的艺术。我花了许多夜晚来练习观测，如果经过这样持续的练习仍然达不到这种灵敏度的话，反而是件很奇怪的事情。”

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