望遠(yuǎn)鏡與天文攝影
為什么我觀察到的木星看不到顏色和深淺的紋？是望遠(yuǎn)鏡的問題嗎,？
近期有天文愛好者向我們提問：“為什么我觀察到的木星看不到顏色和深淺的紋,，只有花紋和黑點(diǎn),。是望遠(yuǎn)鏡的問題嗎,？（天文愛好者菜鳥,，家里簡單的望遠(yuǎn)鏡）”
我想,，這個(gè)問題要從兩方面來回答,。
一方面,，如果你想看到圖1這樣的木星效果，那么很遺憾,，我們用肉眼直接通過望遠(yuǎn)鏡觀察是做不到的,，即使你用一臺(tái)市面上能買到的最好的望遠(yuǎn)鏡也不行。這樣的效果,，只能通過比較復(fù)雜的拍攝和后期處理才能出得來,。
圖1. 木星上的云帶和大紅斑。作者：梁潤福（北京天文館2019天文攝影師大賽入圍決賽作品）
為什么,？因?yàn)槲覀兊拇髿鈺?huì)有抖動(dòng),，這樣的抖動(dòng)在望遠(yuǎn)鏡的高放大率下十分明顯，這時(shí)候木星的像看上去就像在一鍋煮沸的開水里一樣不斷跳動(dòng),、扭曲,，表面較小細(xì)節(jié)都會(huì)被這樣的抖動(dòng)抹去，只有較大的細(xì)節(jié)才能保留下來,。所以,，較小的紋理和顏色的變化是無法看到的。
那么為什么能拍出來呢,？原來,，這樣的圖像采用了“幸運(yùn)成像法”。簡單地說,，就是用很高的放大率拍攝一段木星的視頻,。視頻可以在短時(shí)間里采集大量木星的圖像（視頻幀）,。然后,，通過肉眼判斷和軟件分析，挑選出最清晰,、受大氣影響最小的幀（幸運(yùn)幀）,，再將它們疊加在一起，大大提高圖像的信噪比,，最后再做銳化等處理,，才能得到這樣細(xì)節(jié)豐富的照片。我們的肉眼顯然是無法進(jìn)行這一系列復(fù)雜圖像處理的,。
另一方面,，如果使用一臺(tái)業(yè)余天文愛好者能接觸到的中等或較大口徑（比如20cm以上）的望遠(yuǎn)鏡看木星,，看到木星整體的顏色（整體發(fā)黃）和云帶的深淺是沒有問題的，如圖2所示,。如果連這些都看不出來,，那么，只能說明望遠(yuǎn)鏡口徑太小了,。畢竟,，望遠(yuǎn)鏡的口徑?jīng)Q定了望遠(yuǎn)鏡的分辨率（看清細(xì)節(jié)的能力）和集光力（集光力越強(qiáng)越能體現(xiàn)出天體的顏色）。所以,，此時(shí)要想提升觀測體驗(yàn),，只能考慮買一臺(tái)更大口徑的望遠(yuǎn)鏡了。
圖2. 業(yè)余天文愛好者使用中等口徑望遠(yuǎn)鏡目視看到的木星效果示意圖