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都市看星空——城市中的深空观测与摄影（一）

2010-09-07 08:43阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1803232553

转自牧夫天文论坛 原作者weiguo1688
序：这篇文章原本发表在《天文爱好者》2009年第12期。都市观星这个念头始于2009年初，当时在广州市区成功观测了鹿林彗星后，觉得在市区观测还有一些作为。另外，台湾资深天文爱好者林启生先生曾经光临过寒舍，对我在广州市区的观测点很有信心，认为只要辅以适当的器材和后期处理，应该可以观测到相当多的深空天体。经过近一年的尝试，的确观测到了不少目标。获得了一些经验也得到了不少教训。写这些东西无非是想把自己在都市观测的经验介绍给大家，其中有些东西可能会显得比较初级。


本文旨在向大家介绍一些城市中观测深空天体的经验与笔者城市观星的体会。文中使用的深空天体照片都是笔者在广州市区拍摄，而且未使用任何滤镜。


城市的夜晚总是灯火灿烂，色彩斑斓的霓虹灯和各种装饰灯光把城市的夜空照亮得犹如白昼。可是这一切对于身居都市中的天文爱好者来说却是极为不利的。再加上汽车尾气等产生的污染，大多数时候，城市都会被灰蒙蒙的烟雾所笼罩。很无奈的是，现今众多的天文爱好者就生活在这样的环境中（笔者也是其一，居住在广州市荔湾区）。只有等到晴朗的周末，或许有机会去到远离都市的郊外观星，还得选择没有月光的夜晚。这样的机会一年也未必有几次。
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图二、我在广州市区楼顶的观测环境，天空被城市的灯光映成了橘红色
 都市看星空——城市中的深空观测与摄影（一） ngc869bdx.jpg
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如果能够在城市中就近观测，时间就好把握多了，能够有更多天文观测的机会。那么在光害如此严重的都市中，如何进行深空观测呢？



首先，要选择合适的观测时机。



晴朗的夜晚是必须的，但仅仅是晴朗还不够，还需要有良好的低空大气透明度。长期居住在都市中的爱好者都会有这样的经验——即便是晴天，天空依然是灰蒙蒙的一片，完全看不到蓝天的颜色。这些就是灰霾，它们是低空大气中大量的悬浮颗粒物，经常是由于大量聚集的汽车尾气造成的。灰霾对于城市中的天文观测是致命的，它一方面降低了大气的透明度，产生严重的消光作用；另一方面这些大气中的悬浮颗粒会对地面灯光形成漫反射，使得夜晚的天空变得更加明亮。一般来说，在空气流动性比较差的季节里，城市中的灰霾都会比较严重。因此我们需要选择空气流动比较好的季节来进行天文观测。例如在冬季，强冷空气过境会把城市中的灰霾与雾气一扫而光；夏季的南方沿海，台风过境后同样会出现通透的天空。这些都是非常好的观测时机。就笔者所在广州市区，没有月光、晴朗通透的夜晚，天顶目视极限星等最高可以达到4等左右。



有了合适的天气条件，还要选择适合观星的时间。在城市中并非整个夜晚都适合天文观测，一般来说前半夜各种各样的城市景观灯都会打开，这个时候天空背景最亮，因为大多景观灯是射向天空的。这些灯光到深夜的时候就会关闭，只有市区路灯会继续点亮到晨光初现。路灯是向下照射的，对天文观测的影响远远小于景观灯，只要观测点不设在路灯底下。



综上所述，都市中适宜天文观测的时机应该是在晴朗的、大气通透的后半夜。因此在选择观测目标的时候要注意提前半季（春末观测夏季星空、秋末观测冬季星空）。



其次，要选择合适的观测点。



很多爱好者都有过路边天文的经验——在城市的路灯下，能够看到的天体寥寥无几，月球与明亮大行星是路边天文永远的主题。所以，我们要在城市中观测到那些暗淡的深空天体，一定不能把观测点设在路灯下。如果能离开数百米，路灯对观测的影响就会大大减小。不过在建筑物与道路密集的城市中，这一点也很难做到。还有一个很好的选择，那就是高层建筑的楼顶天面。这些高层建筑的楼顶一般都远远高过路灯，由于路灯都是向下照射，只要在上面，路灯的影响就会非常有限了。笔者的观测点就设在一栋十二层楼的楼顶上，虽然最近的路灯只有二十多米，但由于远在路灯之上，这些近处的路灯对观测的影响就非常小。



再次，选择合适的观测目标。



深空天体有很多类型，并非所有类型的深空天体都适合在城市中观测。比较适合在城市中观测的深空天体有这么几类：



1、疏散星团，应该说这一类型的深空天体是最适合在城市中观测的，即便是一些亮度不太高的疏散星团（例如M36、M37、M38等等），使用


双筒望远镜也可以在城市中轻易的观测到。利用照相观测，则会得到更好的效果。


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图三、著名的英仙座双星团，在城市中使用双筒望远镜非常容易观测这个天体。
 都市看星空——城市中的深空观测与摄影（一） cr316wb.jpg
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图四、Cr316一个位于天蝎座的疏散星团，即便在有月光的夜晚，也非常容易观测到。
2、球状星团，这类天体中除了个别几个明亮的目标外（例如M13、M22、NGC5139等等），观测难度要大于疏散星团，因为大多数的球状星团视面积都比较小。即便如此，使用双筒望远镜或者小型的天文望远镜，还是能够在城市中观测到众多的球状星团。它们在望远镜中看起来就是一个暗淡的亮斑。
 都市看星空——城市中的深空观测与摄影（一） m13ax.jpg
图五、武仙座球状星团M13，北天最明亮的球状星团之一，在城市中非常容易观测到。
 都市看星空——城市中的深空观测与摄影（一） M3ax.jpg
图六、球状星团M3视面积相对较小的一个球状星团，在望远镜中看起来只是一个模糊的小亮斑。
3、行星状星云，这一类型的星云相对来说是比较适合在城市中观测的，因为它们大多具有比较高的表面亮度。但是由于行星状星云的视面积都比较小，因此观测它们需要口径较大、焦距较长的望远镜。例如M1、M27、M57等等，笔者在市区都成功的观测到过（其中M1和M27是利用照相观测、M57目视和照相都可以观测到）。
 都市看星空——城市中的深空观测与摄影（一） M27.jpg

 图七、位于狐狸座的行星状星云M27，在市区目视观测有一定难度，照相观测是个非常好方法。这幅照片使用10英寸施密特－牛顿反射望远镜在笔者位于广州市区的楼顶拍摄的。
 都市看星空——城市中的深空观测与摄影（一） M57.jpg
图八、行星状星云M57，位于天琴座。笔者在市区使用10英寸施密特—牛顿反射望远镜目视可以观测到，不过不会有照片上那么丰富的色彩，看起来只是一个灰暗的烟圈。
4、比较明亮的弥散星云，这其中包括反射星云和发射星云。但是这样的天体的确不多，最著名的要数猎户座大星云了。在城市中一般的双筒望远镜就可以轻易的观测到猎户座大星云中心部分的云雾状的影像，使用小型的天文望远镜会更加明显。另外一个目标是礁湖星云M8，其核心部分的雾状影像也是很容易在城市中被观测到的。这类天体通过照相观测可以大大提升观测效果，在城市中也是如此（例如昴星团M45周围的反射星云）。还有一类暗星云，在城市中观测如果不使用一些特殊的手段（例如窄带滤镜照相观测），很难观测到。毕竟它们既不发光，也不反射星光。只有当其背后有较明亮的天体时我们才能观测到。而往往在它们后方的是一些非常暗淡的发射星云。曾经尝试过不用任何滤镜在市区照相观测著名的猎户座马头星云（IC434），非常遗憾，即便是经过后期的处理仍然无法显现马头星云的身影。仅仅是隐约看到其傍边的火焰星云（NGC2024）。
 都市看星空——城市中的深空观测与摄影（一） m42eX.jpg
图九、著名的猎户座大星云，这幅拍摄于广州市区楼顶的照片隐约可见M42的环状结构。左侧的NGC1977已经清晰可见了，仅仅依靠目视是很难观测到的。
 都市看星空——城市中的深空观测与摄影（一） m45x.jpg
图十、著名的昴星团M45。即便在郊外，使用小型望远镜目视观测也无法看到其周围的反射星云，而这幅拍摄于广州市区的影像中，已经可以看到其周围反射星云较明亮的部分。图片中的绿线是一架夜航飞机左侧的航行灯。

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