科普驿站 第八十三期
主题：天文摄影萌新讲义——拍什么
科目：天文
难度：A2
讲师：不是树懒
天体所发出或反射的光，追根溯源可以分为两类：黑体辐射与受激辐射。
黑体辐射，是较为密集的分子在热运动时相互作用所释放的电磁波，特点是光谱连续，当温度足够时，在常见的各个波段都会放出光线。宇宙中的恒星——炙热且稠密的等离子体球——散发出绝大多数的黑体辐射。
受激辐射，是当气体原子因接收能量而处于激发态后，向低能态变化时放出的电磁波，特点是放出的电磁波波段极窄，由原子种类和原子内电子的轨道而决定。而宇宙中的发射星云极为稀薄，几乎不存在分子间作用，也就几乎不发出黑体辐射，放出的光线几乎全部来自受激辐射。
知道了这一点以后，想要进一步学习常见天体的观测和拍摄手段就容易许多了。
最常见的天体无疑是恒星。夜里可见的天体除了几颗行星以外，其余的几乎全部都是太阳系以外银河系内的恒星。想拍恒星，既难也不难。不难是因为恒星的亮度不低，并且到处都是。它们发出的全谱段光线都能被相机接收到，所以拍到没什么难度。说难是因为它们都离我们几十上百甚至成千上万光年远，以至于不管用多大口径的望远镜，都观测不到恒星的细节。几米口径的望远镜尚且无法观测到恒星圆面，对家用的望远镜而言，不管太阳系外恒星有多大多亮，拍出来都只是一个点。所以单个的恒星虽然到处都是，但并没有什么拍摄价值(太阳系里的那颗除外)。
然后是太阳系内的天体。其中，最容易拍摄到的很显然是我们脚下的地球(如果你认为拍地球也算天文摄影的话)，其次比较容易拍到的是月亮和几颗较为明亮的行星。他们的光均源于反射太阳的光，属于全谱段。然而因为本身直径只有上万公里，且离地球较远。行星的视直径相对于其他目标(如星云)而言均较小。所以拍摄行星需要用到焦距较长(即放大倍数较大)的望远镜。但另一方面行星的亮度普遍较亮，因此并不依赖长时间曝光。因为放大倍率较大的缘故，行星表面的细节受视宁度(大气稳定度)影响较为严重。因此拍摄往往采用高像素密度，高速连拍且传感器面积较小的行星相机，镜头则多采用焦比较长的望远镜。
拍摄月亮的原理与拍摄行星类似，并且月亮比行星更加明亮，更容易拍摄。不过由于月亮视面积较大，常采用多张图片拼接的方法来获得极致细节与完整的月面。太阳系里还有个拍摄起来特别独特的大家伙——太阳。拍摄其他天体时都要尽可能增加进光量，但拍摄太阳时正好相反，要想办法减光。
对太阳的拍摄与月亮类似，唯一的区别就是要采取减光措施(如巴德膜或者赫歇尔棱镜)。拍摄小行星的原理与行星类似，无非是亮度和面积上有所差异，而彗星由于面积较大且彗尾较暗，往往采取与星云类似的拍摄方式。
接下来是星团和星云。一般天文摄影所说的星团和星云都是指太阳系外，银河系内的。原因很简单：太阳系内没有，银河系外的太远了看不见。星团即是大量的恒星聚集成的结构，简而言之就是一大团恒星盘踞在一起，根据内部疏密程度分为疏散星团和球状星团等。星团的光线来自于恒星，就像之前所言，来自于黑体辐射，也就是说星团的光线也是全谱段的，用普通相机就能拍摄到。但系外天体的亮度均十分暗弱，所以需要长时间的跟踪曝光。
星云是弥散在空间中的气体与尘埃，与星团一样，它们的光线也十分暗弱——实际上往往比星团暗弱许多。星云的大小和形态各异，根据他们的发光类型和形态主要可以把它们分为发射星云、反射星云、暗星云和行星状星云和超新星遗迹，其中行星状星云和超新星遗迹实际上各是一种发射星云。
发射星云，顾名思义，会自己发光。它的光线来源是受激的气体原子，多数是氢。而氢的能量来源则是星云里恒星放出的高能射线——某种程度上，可以把发射星云看成太空中的巨大霓虹灯。因为气体稀薄，发射星云普遍较为暗淡。并且绝大多数的光线为Hα射线——一种红光，肉眼和家用相机均难以捕捉。因此贫穷的天文 爱好者往往采用改机的手段，去除相机里的红外截止滤镜以便让相机能够接收到更多的Hα射线(有钱的直接买天文相机了)。
至于反射星云，它是恒星周围的星云反射了恒星的光线。一般而言恒星稳定燃烧后放出的恒星风会将周围的气体吹散，因此反射星云一般只会出现在新生恒星的周围。而新生恒星一般温度较高，颜色偏蓝，所以反射星云颜色也多数偏蓝。反射星云的波段与发射星云不同，是全谱段，因为反射的是恒星的光线。所以不需要改机也能拍摄。
暗星云，听名字你们猜它发不发光？没错，它的特点就是不发光。暗星云通过遮蔽一部分背后恒星所发出的光线而被人类观测到，在银河系盘面内存在大量暗星云。
行星状星云是质量无法形成超新星的红巨星在演化末期膨 胀吹出的气体球壳，超新星遗迹则是大质量恒星爆 发后吹出的气体壳，原理上较为类似。不同的地方在于行星状星云的形成过程较超新星而言更为温和，形状多偏圆形，而超新星遗迹往往形状不那么规则。这两种星云都可以算是恒星的尸骸，由于形成过程的原因，相对于其他星云而言温度较高且较为致密、重元素含量较高、颜色更多、亮度更亮且面积更小。正因为如此，圆形的行星状星云在曾经容易被天文学家认成行星，因此得名。
最 后我们把目光投向银河系之外，也就是其他的星系。星系的面积有大有小，但总体而言较著名、离我们较近的星系面积都较大。星系的光线几乎全部来自恒星，因此也是全谱段的，用普通相机即可拍到。但星系因为离我们比星云更远，因此亮度比银河系里的恒星低许多，与星云类似，也需要长时间(几小时到十几个小时)的曝光。
之前我们一直强调长曝光的重要性，而要想实现较为稳定的跟踪长曝光，最基本的要求是需要一个赤道仪。相比起来行星因为曝光时间短，对跟踪的要求没那么高，甚至可以不跟踪 所以经纬仪甚至普通云台即可满足。
相机方面，行星摄影要求小靶面高帧率的行星相机，而其它天体则需要传感器较大的相机(如半幅、全幅单反/无反/天文相机)，有的甚至需要摘除红外截止滤镜。
镜头方面，二者均需要大口径望远镜/镜头(越大越好)。行星摄影更偏好长焦比，而深空则追求短焦比。
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