星雲有顏色嗎？

11-30

紀錄片裡面關於星雲等圖片璀璨奪目，五彩斑斕。而現實是？抑或只是為了讓我們了解星雲的氣體構成而使用了不同顏色去染色？

@譚傑中把星雲普遍偏紅的原因解釋成

所有的深空天體都存在紅移。站在地球上看來，很多星雲都會明顯偏紅，也就是說，純粹肉眼觀測的話，你看到的大部分星雲都是紅彤彤的。

這麼明顯的錯誤，某些學天文的同學跟著亂點什麼贊……

如果我們把銀盤上各個方向的視向速度畫出來，是這樣的一張圖：

橫軸是銀經，縱軸是視向速度。可見紅移藍移基本對稱，一半一半，不存在什麼「所有的深空天體都存在紅移」，這位答主顯然是把「宇宙膨脹導致星系紅移」乾坤大挪移到銀河系裡了。

我們所見的發射星雲，基本上不是星團剛形成時產生的，就是恆星死亡前後產生的。

其中恆星形成區由於星團中個別幾顆大質量O、B型星的存在，充斥著大量紫外光子，於是包裹在初生星團周圍的氫分子雲會被瓦解成氫原子云，進而被電離成氫離子（質子）和自由電子。如果質子和電子再次相遇，電子複合到質子上，然後順著可以走的能級一級級跳下來，有很大一部分能量最終會通過電子的第3個能級跳到第2個能級過程中發射的波長為6563埃的譜線發射出來，這就是所謂的 H-alpha 譜線，它是紅色的。

電離氫區中也不止有H-alpha這麼一種譜線，但是它通常產量最大，而且紅色有個好處就是被塵埃消光相對少一些，所以往往主導了電離氫區的顏色。而因為恆星形成區在銀河系裡遍地開花，所到之處搞出一坨坨的電離氫區，這才是我們所見的大部分星雲是紅色的原因。

算是補充一下LS沒說詳細和有問題的地方吧

關於星雲發光的原理LS說的基本沒啥問題了，不過本人不同意關於為什麼許多星雲是紅色的解釋。

很多發射星雲之所以呈現出紅色，是因為在它們的輻射中佔有相當大比例的氫α譜線就落在可見光的紅端。對與位於銀河系內的星雲，它與我們的相對速度也就是幾百千米/秒，對應的紅移量也就是千分之一的量級，根本造成不了肉眼可見的顏色上的變化。何況在銀河系中遠離我們和靠近我們的星雲數量應該是接近的，我咋沒看見發射星雲變藍呢～

典型的像下面這個氣泡星雲NGC7635（圖片左上那一片紅色的，特意找了張用單反拍的，顏色接近人眼的感受）

如果我們拍攝它的光譜，就是這樣的～

化成波長-流量圖就是這樣的～

氫α線波長是6563埃，對應就是圖裡最高的那個峰。

另外關於這些漂亮的星雲圖片是如何得到的，推薦這篇曾經刊載於09年某期《天文愛好者》雜誌的文章：http://bolide.lamost.org/articles/article184.htm

以及為什麼把硫II設為紅色，氫α設為綠色，氧III設為藍色也是有理由的，待我找找圖……
（未完）

先給結論，星雲是有顏色的。

如果題主定義的『真實』是目視效果。那麼記錄片里五彩繽紛的星雲（包括絕大部分天體）就都是至少經過圖像處理、或者藝術渲染之後的效果。

作為一個曾經擺弄過望遠鏡的業餘愛好者，那我就在此分享一下目視的感受。如果把肉眼與拍攝星雲常用的CCD相比，那麼肉眼的參數是非常「寒磣」的，而且大部分星雲的亮度都非常低，要經過足夠長時間的曝光才能積累出與宇宙背景的差別。

入坑的第一部望遠鏡是喜聞樂見的小黑150750，目視了月球、木星、M42、M45。

月球：灰色

木星：黯淡灰色，可以分辨出條紋
(2013-11-17)

M42：黯淡的藍色霧狀

M45：比M42更難分辨的藍色霧狀

星雲的光線是要獲取的信號，那麼周圍的雜訊/噪點實在是太多了，城市背景燈光，月光，哪怕是星雲內恆星的發光也會讓星雲變的極難分辨。

在上海即使是奉賢的海堤，光污染還是非常嚴重。在公司的樓頂對著M31的位置校準了半天也是什麼都看不到之後，為目力有限苦惱，隨後腦洞就轉移到星雲攝影的想法上去了。是從使用單反對星雲攝影入的坑，接著出掉小黑，入了65Q和導星鏡，加之預算有限，選擇升級現有的赤道儀+雙軸電跟，需要手動校準控制導星。

參考的教程是
@neptune上的魚骨頭
發布的《業餘天文攝影后期處理》系列教程。有興趣的同好可以直接在網上搜索。推薦的處理軟體是DeepSkyStacker（DSS）.

簡而言之，即使是5min單張曝光時間的數碼照片，放在電腦上還是很難看出來星雲的模樣。但是通過圖像處理軟體，例如PS，調整一下照片的曲線，星雲的本尊，也就是霧狀發光的部分，這部分有效信號會被「拉」出來。

圖像處理的過程可以用以下簡圖表示：

出自：1-業餘天文攝影后期處理之深空天體影象校正技術
（版權應該是 @neptune上的魚骨頭
的，侵刪請告知）。

註：單張亮幀要經過複雜的校正之後才會被疊加，實際操作過程如果不是十分嚴格，偏置和暗平場是可以省去的。

名詞解釋：

亮幀(light): 拍攝的帶有天體信息的圖像，其中也包含了各種雜訊。

校準幀:

暗場(darkframe):用來校準亮幀所含暗電流的圖像，要求與亮幀具有同樣的曝光時間，曝光時間及拍攝時的環境溫度應盡量一致。

平場(flat): 主要用於改正亮幀中的四角減光現象，其次是改善相機各像素對光感應的不一致性。

暗平場(dark-flat): 暗平場是用於扣除平場自身所攜帶暗電流。由於很多時候平場本身曝光時間不長，暗平場可以不拍。

偏置(offset): 相機單像素讀出的亮度值不可以是負數，但量子漲落卻可能導致出讀數為負數的情況，最後這些信號會以強度為0輸出從而導致失真，因此相機會加一個偏壓讓所有的信號都為正值。偏置幀中混有讀出的雜訊，因此扣除之後可以改善最後影像中包含的讀出雜訊。

若要拍出一幅合格的星雲，那麼我們至少需要以下素材：

1，若干單張亮幀。即導星的過程中對目標星雲的長曝光照片(raw)，每張曝光時間相同，最短曝光時間計算見後續附表。

2，暗場。在亮幀拍攝結束後的相同環境、相機參數狀況下，用鏡頭蓋蓋住望遠鏡，與亮幀曝光時間相同，若干張，主要用來校準環境溫度、相機長曝光引起的CCD以及電池的溫度對成像造成的雜訊。

3，平場。可以補拍，以明亮天空或者白色幕布為背景（對焦部分亮度平均），相同的焦距，進行不飽和曝光，以獲取四角不飽和信息。主要用來校準照片四角偏暗的雜訊。

這張表格是用來計算單張曝光的最短時間，以我的器材銳星65Q與佳能300D進行的計算。

參考：天體攝影中的曝光

最後通過DSS疊加處理，再經過PS對顏色分布進行一些個性化的處理就可以出片了。

自己初次嘗試是在13年12月某天在上海浦東的某樓頂以3min的曝光時間拍攝5張M42，快被凍傻了。當天在校準的時候還肩負對同事小孩科普的任務，等到出片的時候才發現圖片上有毛茸茸的東西，才知道開拍前熊孩子惡作劇蒙鏡頭的時候真的用手套碰到了鏡頭T_T。

總之，我拉出來是藍色的，核心部分偏白，跟大家常見的醬紅色不大一樣。分析之後我認為還是單張曝光時間過短，採集到的信號不夠，正常情況一般是15min單張，但是當天導星校準的時候比較倉促，曝光時間過長一定會拉線。另外，5張的累積曝光時間也才15min，優秀的作品累積曝光時間可以長達100 hr以上，不是一蹴而就，而是長年累月的積累。我很尊敬那些耐得住寂寞，跑的了荒山的愛好者，知道這些作品背後的付出。

再後來，由於工作生活的壓力，裝備已經在家吃灰一年有餘，有些慚愧。不過仍然感謝09年英仙座流星雨，帶領我領略了天文的奧妙，感受身為人的渺小。

Seeing is believing?

Are you living in the real world?

感謝閱讀。

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Arp-23: 修復表格.

肉眼看一般看不出來大部分顏色是通過光譜色渲染出來的

有顏色的

相機拍的
肉眼看起來，有點發藍的一團白色雲霧至於網上的星雲圖，有些是人工設置的顏色，有些確實是星雲本身的眼色，我覺得要是足夠亮的話，肉眼是能看到顏色的

親眼見過星雲的我告訴你獵戶座大星雲是湖藍色的，你看到的紅色大部分都是相機拍出來的，望遠鏡親眼看的時候並不是那樣。然後其他的一些河外星系都是灰色的