太空图片壮观绚丽，背后工作鲜为人知

　　美国太空总署于今年7月12日公布的船底座星云图，该图由詹姆斯韦伯太空望远镜在红外光下拍摄，首次揭示了以前不可见的恒星诞生区域。
　　今年7月，美国太空总署公布了首批由韦伯太空望远镜拍摄的美丽深空图片，图片所显现出的宇宙博大、神奇，令人震撼。韦伯太空望远镜所使用的是肉眼看不到的红外光谱探测，那么这些图片是如何生成的呢？
　　美国科技新闻网站The Verge于10月11日发表文章，以最为著名的一张图片为例，披露了其背后科研人员所做的一些鲜为人知的工作。
　　这张图片就是韦伯太空望远镜拍摄的＂船底座星云＂（Carina Nebula）的图片，从中可以看到恒星的诞生。其壮观景象被美国太空总署形象地称为＂宇宙悬崖＂（cosmic cliffs）。
　　船底座星云距离地球大约7500光年，是太空中巨大的弥漫星云之一。它的质量至少是太阳的50倍到100倍。
　　报导说，在詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）最早公布的一批照片中，船底座星云的惊人外观，在很大程度上要归功于美国太空望远镜科学研究所（STSI）的一名科学视觉开发人员帕甘（Alyssa Pagan）。她的工作便是将韦伯望远镜所捕捉到的数据转化为可视、漂亮的图像。
　　帕甘称她这项工作是几个因素的＂结合＂——数据、几十年科研建立的美学原则以及主观品味。出于许多原因，尤其是望远镜与被观测天体之间巨大距离，这种结合是必要的。为了观测的更远，韦伯望远镜使用的是人肉眼看不到红外光谱。因此科研人员必须选择，如何将这些数据转换成可视图像。通过了解这些选择，观众可以解读出比美丽图像本身更多的信息。
　　颜色是帕甘经常遇到的问题。韦伯望远镜收集到经多次曝光的窄带数据，意味着其所探测天体的波长范围非常小，在红外光谱内与氢、硫和氧等特定元素的存在相关。帕甘会根据色彩排序的原则对它们进行上色，如波长较短的元素（如氧），就用短波长的蓝色，以此类推。然后将这些颜色叠加形成图像的基础。
　　由于氢和硫的波长都与红色色系有关，氢通常被赋予偏黄的滤光片，以便在最终的画面呈现出更清晰的细节。这就是＂哈勃调色板＂的由来，早期的 哈勃望远镜 就是这么做的。
　　这些图像有时被称为＂假＂颜色。但是帕甘强调，这些颜色都是真实数据的代表。有了正确的了解，科学家和外行都可以像地图一样看懂它们。例如，在船底座星云的图像中，下方的红色部分主要由氢和硫组成，而上方的蓝色部分主要由氧组成。
　　帕甘说，涂上这些基本颜色之后，剩下的才是＂品味问题＂。她可能会顺着光谱或逆着光谱移动整个调色板，使蓝色看起来偏紫一点儿，反之亦然。这样一来，对比度可能会增强。此外，还要清除望远镜产生的散射光等。因此不同的处理者可能会得到不同的图像。＂我特别喜欢让事物变得更加空灵和神奇，＂帕甘说，＂我的方法有点异想天开——因为这是太空！＂
　　哈勃团队也是这么做的。视觉文化学者凯斯勒博士（Dr. Elizabeth Kessler）所著的《描绘宇宙》（Picturing the Cosmos）一书，调查了哈勃团队的视觉开发人员，如何让人们更容易理解宇宙的浩瀚。书中讲述了如何用图像唤起崇高的感觉，这是一种对人类无法理解事物的敬畏感，其部分方法就是将图像与我们已经熟悉的图像联系起来。
　　值得注意的是，太空中没有＂上＂的概念，虽然从地面拍摄的图像通常是顶部为北方，但是这对太空望远镜来说没有任何意义。凯斯勒指出，图像可以翻转过来呈现，把尘埃云放在下方，但是没有这样做，因为它是＂宇宙的悬崖＂，要反应一些人们熟悉的东西，而不是奇奇怪怪的或者是可能令人反感的东西。
　　帕甘说：＂画面的方向在一开始就决定了，因为这样感觉最自然。＂＂它需要接地。这样感觉它是一座山。＂
　　帕甘的目的就是让这些宇宙图像使普通人更＂容易理解＂，同时还保持它的神奇感。凯斯勒说，类似的图像处理工作＂真的很有帮助。我们所看到的规模极其巨大，超出了人类的理解范围。在我们的体验中，最接近的就是这些高耸在我们头顶的山脉。＂
　　詹姆斯·韦伯太空望远镜价值约100亿美元，由美国航太巨头诺斯罗普·格鲁曼（Northrop Grumman）公司建造。作为美国太空总署、欧洲太空总署和加拿大航太局的合作项目，该望远镜于2021年圣诞节发射，并在一个月后到达距离地球近150万公里的太阳轨道上。