宇宙画师手中的超炫星空“调色盘”，你可能从未见过

作者|冯梓洋

审核|董晨晖

编辑|赵经远

在晴朗无月的初夏，如果我们来到远离城市光污染的地方，天黑之后朝东南方向望去，就可以看见初升的夏季银河缓缓从地平线升起。在银心西侧的天蝎座，有一颗视星等约为1等的橘黄色亮星，这就是天蝎座方向最亮的恒星——心宿二，它的周围有一个由发射星云、反射星云、暗星云组成的大型星际云复合体，我们把它称作蛇夫座ρ复合体（ρ Ophiuchi cloud complex），由于它的颜色绚丽多彩，酷似颜料盘，呈现出黑色、红色、蓝色、黄色等多种色彩交织的美丽景象，因而被天文爱好者亲切地称为“星空调色盘”。在夏季星空中，它无疑是最热门的观测目标之一，无数天文爱好者为它美丽的色彩而着迷。

星空调色盘。来源：Stellarium

星空调色盘是夜空中色彩最丰富的区域之一，它最早是由美国天文学家爱德华·巴纳德（Edward Barnard）在1883年发现的，它是由致密气体和尘埃组成的恒星形成区。其中心坐标的赤经为16h28m06s，赤纬为-24°32’30”，在北半球属于夏季星空的深空天体，它距离我们约460光年，是距离我们最近的恒星形成区之一。它的名称除了蛇夫座ρ复合体和星空调色盘之外，还有蛇夫座分子云（Ophiuchus molecular cloud）、Integral 691、XSS J16271-2423等等。

星空调色盘附近天区的星图。来源：Roberto Mura (CC BY-SA 3.0)

星空调色盘附近天区包括了许多深空天体，其中的黄色部分被编号为IC 4606，它是位于心宿二（天蝎座α）周围空间的反射星云，被心宿二照亮，因此也被称作心宿二反射星云。心宿二是一个双星系统，它包括了一颗红超巨星（心宿二A）和一颗蓝主序星（心宿二B）。像心宿二A这样正处于生命末期的红超巨星，会向外膨胀，表面温度降低（因此呈现为红黄色），亮度急剧增加，IC 4606正是反射心宿二的光芒而呈现为黄色。在IC 4606附近天区有一个恒星密度非常低的球状星团NGC 6144，虽然该星团与IC 4606在天球上的投影比较接近，但它们在空间中的距离非常遥远，不存在物理联系。在IC 4606右侧还有另一个球状星团M4（又名蟹状星团）,两者也没有物理联系，M4是人类历史上第一个被分解出单颗恒星的球状星团，使用小型望远镜就能分辨出它的一些结构。

心宿二双星系统。来源：SpaceEngine

星空调色盘的蓝色部分由IC 4604（LBN 1111，心宿增四星云）、IC 4603（LBN 1109）、和IC 4605组成，它们和IC 4606一样都是反射星云。这部分不仅包含了星空调色盘一半以上的质量，也是星空调色盘中恒星形成最活跃的区域，孕育了众多的恒星。在IC 4604核心区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复合体”这一名称的来源），心宿增四是一个由5颗恒星组成的多星系统，它们均为蓝色的主序星或亚巨星，这便是IC 4604呈现蓝色的原因。

在心宿三（天蝎座τ）和心宿一（天蝎座σ）附近，分布着大量红色的发射星云，如心宿一周围的Sh2-9（Gum 65）。星光中的高能紫外辐射激发气体云内的氢原子，使其电子与原子核分离，当电子和氢原子核重新结合时，释放出较低的能量，由此产生了这种泛红的发射星云。不过Sh2-9也反射了心宿一发出的微弱蓝光，因此它同时也是一个反射星云。

球状星团M4和发射/反射星云Sh2-9。来源：wikipedia

紧接着让我们把目光转移到星空调色盘东北方的暗星云B44和B45，它像是一对插在星空调色盘上的翅膀。这里是冷氢云非常密集的地方，也是未来新恒星形成的“摇篮”，它们遮挡了隐藏在其后的恒星发出的可见光。这些尘埃云往东延伸到银河中，超出了星空调色盘的范围，到达另一个被称为“烟斗星云”的暗星云。

烟斗星云。来源：ESO

星空调色盘是研究恒星演化的自然标本。2023年3月和4月，韦布空间望远镜拍摄了星空调色盘中的IC 4603，展现了这个庞大的星云复合体前所未有的细节。下图中这一小块天区的视场为6.4角分，距离我们大约390光年，它孕育了约50颗年轻的恒星，它们的质量大多与太阳相近，或着更小。图中最暗的区域尘埃密度最大，厚厚的尘埃包裹着仍在形成的原恒星。位于图像上方和右方的巨大双极分子氢喷流（红色的棒状气体云）占据了图像的主导地位，当恒星第一次冲破尘埃的包裹时，就会出现这种情况，它们会向太空喷射出一对方向相反的喷流，犹如新生儿第一次向世界伸展双臂。此外，一个编号为蛇夫座S1的双星系统在图像的下半部分刻画了一个黄色的发光“洞穴”，该双星系统主星的质量约为太阳的4.1倍，是图中唯一一颗质量显著大于太阳的恒星。韦布空间望远镜的图像再一次刷新了我们对这个星云复合结构的认知，对于研究恒星演化具有很大的意义。

韦布空间望远镜拍摄的IC 4603。来源：ESA

对于天文爱好者，尤其是喜好星空摄影的同好而言，星空调色盘一直是最热门的拍摄对象之一，那么我们在拍摄星空调色盘时需要注意什么呢？在选择相机时最好使用天文改机。我们平常使用的相机通常会在感光元件前加一块红外截止滤镜，需要将这块滤镜拆掉才能使相机更有效率地接收星空调色盘的红外辐射，使照片呈现更多的细节和色彩。此外，在前期准备时，我们还需要大光圈镜头、三脚架和赤道仪等设备，这是为了抵消地球自转，避免星点拖线，以实现长时间曝光，提高信噪比；如果没有这些设备，也可以采用短曝光的方法拍摄，可以用300法则确定单张图像的曝光时间[即曝光时间（单位为秒）≤300÷镜头的焦距（单位为毫米）] ，并在后期进行叠加。如果有条件，还可以使用视场较大的望远镜拍摄。如果使用广角镜头，还能捕捉到星空调色盘在银河边缘漫步的壮丽景象。

绚丽的星空调色盘。来源：wikipedia

拍摄地点需要选择远离光污染的地方。只要大气状况良好，经过较长时间的曝光，我们就可以拍摄到星空调色盘的绚丽色彩。在北半球6月初，大约在21点前就能够在东南方低空找到星空调色盘；它在午夜升至上中天，这是拍摄它的最佳时间段；而到了次日凌晨4点后，星空调色盘就会落入西南方向的地平线下。

当我们凝视星空调色盘时，我们不仅仅是在欣赏美丽的景象，也在目睹宇宙中恒星的诞生和演化过程。这片神奇的天空，承载着亿万年的宇宙历史和无尽的奥秘，让我们深感自己在浩瀚宇宙中的渺小。通过摄影，我们可以捕捉到星空调色盘的绚丽和壮丽，让这份美丽永远留存在我们的镜头和记忆中。愿我们的相机镜头记录下那些闪烁而美丽的瞬间，与宇宙共舞，感悟生命的奇迹。

参考资料

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/黄丹丹：星空调色盘，《中国摄影报》，2021年第七十二期七版

7、夜空绽放超炫“调色盘！”如何观赏拍摄？速搜攻略，星联CSVA，https://mp.weixin.qq.com/s/H6OTfMGcxXOfGRULOY4jXw

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

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