天文照片中的顏色

大家在網上看到一些深空天體照片時，是否覺得照片的顏色十分豔麗？但其實這些照片大部分都是由科學家自己「上色」，並非反映這些深空天體的真實顏色，究竟這些顏色有甚麼特別意義呢？

科學家最常用的一種上色方法為RGB顏色模型，科學家先用三張濾鏡拍攝三張不同的照片，然後把三張照片分別填上紅、綠、藍三種顏色，再把它們重疊合成。最後進行一些光暗調節後，便會成為我們在網上經常看見的深空天體照片。

那麼我們應該如何選擇用甚麼濾鏡去拍攝一張照片呢？這要根據該天體所發出的光譜而定。每個深空天體都會發出一種特定的光譜，而當中會有某種特定波長的光的線段比較強，我們就選擇一些包含該特定波長的濾鏡。

筆者曾使用這個方法拍攝出M51渦狀星系的相片，我們可以看見上圖紅色圈中有幾條特別明顯的發射線，於是筆者分別選擇了425nm、520nm及Hα(656nm)濾鏡，作為藍色、綠色及紅色的相片，在進行一些光暗調整後，會得出下圖的結果。

圖片 2：筆者拍攝的M51

圖片 3：哈勃太空望遠鏡所拍攝的M51
Credits: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

我們可以看見照片中不同位置有不同顏色，而這正正與M51的發射線有關，當某種顏色愈明亮，代表某種特定發射線愈強，亦暗示對應該發射線的特定化學物質在該天體中該位置的豐度。以圖片2中的紅色為例，紅色所代表的最主要為Hα線，這種線大多源自於一些早期較高溫的恆星附近的電離氫，而這些恆星大多集中在星系的旋臂，所以我們可以看到M51中旋臂位置中有較多的紅色。

同一個原理亦可應用至其他顏色上，當我們了解到相片中的顏色所代表的波長，便能知道這些發射線的來源，從而了解不同恆星或物質的分配。所以下次大家在欣賞一張天文照片時，不妨了解一下相片背後用了甚麼濾鏡拍攝以及它的光譜，從而了解該天體的化學物質組成及分佈。

暑期實習生
謝梓淇