书城科普破译神奇火星之谜(破译奥秘大世界丛书)
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第16章 探索火星的秘密(16)

平均说起来,这类流星夜晚每小时有可能观测到10颗左右,而且,一般是下半夜观测到的比上半夜的多,也明亮一些。流星数量比较集中、看起来好像都是从天空中的同一点向四面八方射出来的,叫做流星雨。那个“同一点”叫做辐射点,辐射点在什么星座,譬如说在狮子座,就说这是狮子座流星雨。每个流星雨都在每年一定的时期出现,不过,辐射出来的流星数量并不每年都一样,而是有周期性的变化。下面是部分主要的流星雨,给出的日期、每小时流星数等都是大概的,包括特征在内。

无论是观测偶现流星还是流星雨中的流星,都需要做些准备工作,它包括:选择好合适的观测场所,主要是避免灯光、高楼等;安排好合适的半躺座位,如果计划连续观测几个小时以上的话,准备些御寒的衣服、驱蚊的药品、乃至必要的食品;准备好观测所需的常规工具,如星图、手电筒、钟表等,以及记录本。

记录本要预先写好所要记录的各个项目,以便快速和准确记下:流星出现的顺序编号,准确到分钟的流星出现时刻和延续时间,流星的亮度(用星等表示),颜色,流星在星空中的出现点和消失点,用快或慢表示流星掠过天空的速度,流星消失后有没有留下余迹之类的现象,等等。如果是两个人配合进行观测,那是比较理想的,尤其是在观测流星雨时,可以是一个人专管观测,口述观测到的情况,另一个人专管记录,隔一段时间之后互相交换。在记录比较多,或者记录得比较乱的情况下,要尽快做好记录的誊清工作。

除了有关流星本身的各项记录之外,与之有关的一些情况也是很重要的,包括:观测者的姓名、观测者的精神状况、观测日期、观测开始时刻和结束时刻、中问休息次数和每次用了多少时间、观测地点和场地情况,观测天区、天空情况,观测过程中有没有发生过意外情况等。天体摄影指南

面对日月星辰,许多天文爱好者希望亲自拍摄壮丽的宇宙景象。为了观察研究天体,天文学家们采用与天文望远镜相匹配的照相机进行天体摄影。欣赏绚丽多姿的宇宙风光照片,无论是对艺术家还是业余爱好者来说,都是一种美的享受。对普通摄影爱好者来说,只要得法,天体摄影并不是难以实现的事。

仅用照相机的天体照相

主要器材

一个稳固的三角架和普通的单镜头反光照相机,采用焦距为50毫米、f2.0或f1.8的标准镜头,三脚架要带有云台;一根快门线;一张4寸见方的不透光的平坦的硬纸板;感光度为21—27定的黑白胶卷或彩色胶卷。也可使用幻灯片胶卷(亦称反转片),拍得后可用幻灯机打在屏幕上欣赏。

准备工作

最初的天体摄影一般是拍摄天体的周日视运动,可先以北极星及附近的星体为拍摄对象。为此应准备一个用铁丝做的活动取景器放在相机上固定好,其框架的大小及平面要与镜头的视角一致,这主要是为了寻找星体方便而设。活动取景器要设法固定在相机取景器的上方。照相机置于三角架上,镜头对准被拍摄的天体——北极星,用眼睛通过活动取景器的小孔能看到北极星即可。

拍照

首先把光圈开到最大或接近最大,聚焦在无穷远(∞)处;用准备好的硬纸板遮住相机镜头,按动快门线,打开“B”门后,立即拿开硬纸板开始曝光。看一下手表,记好曝光开始的时刻。注意动作要轻巧、准确,避免引起相机的震动。大约曝光50分钟左右之后,再用硬纸板遮盖一下镜头,关好“B”门。至此,拍摄工作完毕。胶卷可拿到照相馆或自己冲洗,和一般照相冲洗没有什么不同。从冲洗出来的底片上你可以看到,底片上呈现一圈一圈的弧线,圆心均为一个。这是为什么呢?这正是由于地球自转而呈现恒星周日视运动的观测结果,因为地球一刻不停地自西向东自转,故使人们看到星星每晚东升西落的现象,底片上的同心孤圈正是北极星附近恒星周日视运动轨迹。注意,北极星实际上并不是真正的“极星”,它与北天极仅相差约1°,它在底片上的轨迹是一个很小很小的圆弧。

如果你拍摄赤道附近的恒星,由于其视运动速度快,移动距离亦大,可把光圈开至最大,曝光时间约20秒,拍得后的星星基本上是点状;若曝光时间延长(可曝光二、三小时),拍得的星星轨迹呈条状。最初拍摄时,你可任意选取某一星座(如猎户座),不妨先用10~30秒时间作试拍曝光实践。如果你想拍月球,可调整光圈为11或16,在月亮即将升起时打开快门,然后在1~2小时后关上快门,结果是在底片上留下一串月亮像。若希望获得一个断续的结果,可把光圈放在5.6,打开快门后,每5分钟揭开镜头盖露光一秒钟。用这种方式拍摄金星,曝光时间大约为10秒或者更短一些。但如果天空还留有黄昏或黎明的辉光,应把曝光量再减少一些。在天体摄影活动中,只有经过反复实践才能掌握正确的曝光时间和光圈的最佳值,这里提出的数据仅供爱好者们参考。对初学者来说,在天体摄影过程中,应把每张胶片所用的曝光时间、光圈值等数据记录下来,在反复对比参考后一定会拍摄到理想的天体照片。

望远镜与照相机的接续摄影

把照相机接装在天文望远镜上拍摄天体照片,效果自然要比仅用照相机拍得理想,特别是用望远镜的主焦点直接拍摄,其方法是卸去望远镜的目镜和照相机的镜头,把照相机机身接续在望远镜上,即望远镜物镜(亦称主镜)取代了相机的镜头。

首先要准备一个可以装在你的望远镜主焦点上的单镜头反光照相机机身,相机机身安装在望远镜原先装目镜的位置上,两者之间通常要再接一个中间接圈,因为各种型号的相机镜头卡口并不相同,有条件的话可请手艺精巧的钳工制做这种接圈。为了长时间曝光,应购置一根能够锁定的快门线,以便在拍摄时把相机“B”门长时间开启。据有经验者介绍,使用彩色正片(又称为幻灯片)拍摄的效果比平时使用的彩色胶卷效果要好得多。

业余爱好者拥有的大多数小型天文望远镜均可用于拍摄某些天体,特别是口径在150毫米左右的牛顿式反射望远镜,其相对口径较大、集光力强、体积较小、便于操作。若使用国产宝葫芦牌牛顿式反射望远镜,需要自己配置替换目镜的照相暗盒,暗盒的前端安一个外径同目镜筒相同的暗盒筒替代目镜筒,然后用调焦轮把暗盒筒旋入(目镜)接口,使底片调到成像的焦平面上,即可进行拍摄。若使用国产120毫米折反射望远镜,配上国产海欧DF型单镜头反光照相机,拍照时旋转调焦轮,使取景器内显示出清晰的天体像就可进行拍摄。此外,必须购置一根快门线来按动快门,以避免由于振动引起天体影像模糊变形。

望远镜的支架稳固是保证天体摄影成功的关键因素之一。在购置望远镜时应仔细检查它的座架,要考虑到在望远镜加装照相机和寻星镜后能否维持平衡和正常运转。最好使用带转仪钟的赤道式座架,这种座架通常由一个小型电动机驱动,使望远镜能对天体作跟踪观测。我国爱好者目前使用较多的是国产120型和日本产150型望远镜,一般都是通过调节赤经、赤纬微调来纠正在跟踪中出现的偏差。

这种方法一般可拍摄太阳、月球、日食和月食等。因为小型望远镜的主镜焦距不太长,所以大多数天体在主焦点上成像都很微小。行星的视面都太小,如金星位相、木星云带、土星光环等细节,不经目镜放大很难拍好。但有时遇到行星会合、行星靠近昂星团等壮观天象时,用此法也可拍到漂亮的照片。在拍摄时对于曝光时间没有十分严格的固定标准,要根据所摄对象和天体条件灵活掌握。例如拍摄月球,在天气较好、月球地平高度在20度以上条件下,若使用21定黑白底片(或ASA100感光度彩色胶卷)来拍不同的月相,可参考这样一些数据:农历初五或二十六,曝光时间为1/2秒或1秒;上弦或下弦时,曝光1/8秒或1/15秒;16或19时,曝光1/30秒或1/60秒;15或16时曝光1/60秒或1/125秒。在拍摄月全食时,从初亏到食甚,曝光时间是随之逐渐延长的,即从1/60秒、1/30秒、1/15秒、1/4秒一直延长到1秒,在一般情况下,全食时曝光可达1—3分钟;全食以后,曝光时间又相应地缩短,用上述曝光时间获得全食过程后半部分的像。“实践出真知”,经过多次拍摄实践后,你一定会获得满意的天体摄影作品。

为了掌握正确的曝光时间,爱好者可参照如下公式和“天体亮度指数表”,这种方法适于物镜焦平面天体摄影。t=(f/D)2(2上标)(1/(A×B))(秒)

上式中t为曝光时间(以秒为单位),f为物镜焦距,D为望远镜物镜的有效口径,A为底片的感觉指数(以ASA为单位),B为天体亮度指数。

目镜后天体摄影

目镜后加照相机天体摄影

用这种方法拍摄的最佳目标是月球,待以后积累了足够的经验,还可拍摄明亮的大行星和太阳。用此方法时望远镜的目镜和照相机镜头均不必卸下,仅将望远镜对准天体,调好焦点,使望远镜目镜中的天体像达到最清晰,把相机的光圈和焦距都调至最大,然后将相机安装在目镜后面,相机镜头对准目镜后,细心调整相机的位置,使相机的光轴与望远镜光轴重合,并且从相机镜头到目镜距离正好能使相机的取景器上天体成像清晰,即可进行拍照。必要时也可稍微调节目镜筒,改进天体像的清晰度。为避免外来光侵入,在望远镜目镜筒与相机镜头之间最好用黑纸或黑布包裹好。使用此法摄影,曝光时间可通过下式计算:

t=(f1(1下标)·f2(2下标))2(2上标)/A·B(Df3(3下标))2(2上标)(秒)式中t为曝光时间,f1(1下标)为望远镜物镜的焦距,f2(2下标)为照相机镜头的焦距,A为照相底片的感光指数(以ASA为单位),B为天体亮度指数(参见前面的“天体亮度指数表”),D为望远镜物镜的有效口径,f3(3下标)为目镜的焦距。

目镜后投影照相

此法特点是,不要卸下目镜,在目镜筒上附加一个镜筒,附加的镜筒长度与天体像的大小、目镜焦距、物镜成像的直径等有关。附加镜筒的有效长度1(从天体像面到目镜距离)可由下式计算:

1=f(s/d+1)式中f为目镜焦距,s为天体像的大小,d为物镜焦平面上天体像的直径。在附加镜筒上安装照相机(取下照相机镜头),或者安上特制照相盒,曝光前要调节目镜筒,使天体成像最清晰时即可拍摄。这种天体摄影方法的曝光时间可参考下式:

t=(1F)2(2上标)/A·B(Df)2(2上标)(秒)式中t为曝光时间,1为附加镜筒的有效长度,F为物镜焦距,D为物镜的有效口径,f为目镜焦距,A为底片的感光指数(以ASA为单位),B为天体亮度指数(可参看前面的“天体亮度指数表”)。

以上照相曝光时间,也适合其他天体照相,只要按“天体亮度指数表”计算出相应星等的B值即可。由于天体摄影的曝光时间还与大气透明度、宁静度、暗房技术等诸因素有关,所以上述曝时间计算只供参考,主要仍需在实践中得出经验才能成功。

注意事项

(1)拍摄太阳照片(黑子或日食)时,绝对禁止通过望远镜直接观看太阳,否则将烧毁眼睛导致失明,必须在物镜前加上足够深暗的中性滤光片,也可用曝过光的黑胶片,并且要在目镜后用手掌检查有没有强光漏射,以确保安全,只有这样才能用眼睛直接观察。若拍摄时间较长,停拍期间要转动望远镜筒(避开太阳),使阳光暂不射入望远镜,以便温度下降,防止仪器发生意外事故。

(2)夜间摄影或在气温较低季节摄影观测者要注意增加衣服御寒。在天文望远镜前要加遮光罩,以防露水沾湿物镜,因为水汽是天体摄影的大敌。若经常在温度高的地方拍摄,可自制一个防露装置,方法是在镜筒前端缠绕适量电热丝,接在蓄电池上,使主镜(或折反射镜的改正透镜)微微加热,露水就不会凝结上去。有条件的也可使用理发电吹风加热望远镜或照相机镜头。

(3)拍摄明亮的天体要选用感光度较低的底片;拍摄暗弱的天体,要选用感光度高的底片,这样可以用较短的曝光时间。因为底片感光度越高,感光指数越大,但颗粒粗,分辨本领低。拍摄高度较低的天体时,要考虑到天体光线透过较厚的大气层损失增多,故要适当增加曝光时间。此外,对同一个天体的摄影时,可选用几种不同的曝光时间重复拍摄,然后从中挑选出精美的照片,通过比较拍摄记录,取得天体摄影的经验。