城市里的天文爱好者平时接触最多的天体,恐怕是太阳、月亮和几颗明亮的行星。所以,本章主要介绍这些天体的观测和拍摄方法。而对于天体本身的知识,各种科普书也很多,在这里就不过多叙述了。
1.观测太阳
太阳是人们最熟悉的天体,每天的基本运行规律是东升西落。太阳多数时候都是光芒万丈的,令人无法直视,所以比较好的欣赏和拍摄太阳的时机是日出和日落时。日出和日落也算得上是大自然的奇景之一,尤其是在大气透明度好的晴天,在有一定海拔且东边极为开阔的地方欣赏日出,日出前那色彩和光线的变幻,然后一轮红日缓缓从天边升起,慢慢变成喷薄的火球俯照大地,此情此景绝对能给人以心灵的震撼。如果再配上云海之类的现象,就是可遇而不可求的绝美风景了。
日出日落的时间和方位,一年中各不相同。对北半球而言,其规律是这样的:春分和秋分时,日出在正东,日落在正西,并且昼夜等长;从春分到夏至,日出日落的方位逐渐偏北,日出时间越来越早,日落时间越来越晚;到夏至时偏北程度最大,白昼最长;然后从夏至到秋分时,日出日落方位又逐渐回到正东正西,白昼也慢慢缩短。相应的,从秋分到冬至,日出日落的方位逐渐偏南,日出时间越来越晚,日落时间越来越早;到冬至时偏南程度最大,白昼最短;然后从冬至到春分时,日出日落方位又逐渐回到正东正西,白昼也慢慢变长。
►在京郊的高山之上,赏云海上的日出,无比壮美。
●北京的长安街是基本正东正西向的一条大道,而秋分时日出的方位是正东的。这是笔者在2013年秋分后2天,在长安街上拍摄的日出。因为晚了2天,所以太阳已经略偏南。
●太阳表面特写。太阳黑子是太阳表面的显著特征。
小贴士
要想在非日出日落时观测太阳,必须在设备前面加装合格的减光装置。
如果想知道某一天某个地点准确的日出日落时间和方位,可以通过一些星图软件,或者手机 APP 进行查阅。
太阳表面特征较少,主要能看到的特征也就是一些小黑点,这些小黑点叫太阳黑子。另外,利用一些特殊仪器,我们还能看到色球和日珥。不过这种仪器价格昂贵而且过于小众,这里就不多介绍了。
2.观测月亮
月亮也是我们很熟悉的天体,而且是用天文望远镜最容易观测且观测效果最好的天体。其原因是:第一,月亮,是除了太阳之外看上去最亮的天体,这样,就算在大城市里,或者在天气不是很晴朗的情况下,也能轻松观测月亮(太阳当然更亮,但由于亮得过分,要想观测需要使用滤光装置,因此反而更麻烦)。第二,每个月总有十几天,月亮会在天刚黑到半夜这段时间可以观测,也就是说常常可以见到。第三,月亮表面特征非常明显——密布的环形山、连绵的山脉、漂亮的辐射纹等等,用一台小望远镜就能轻松看到,而其他绝大多数天体都是书本上或者网上的照片漂亮,实际观测时发现效果差得非常远。
不过,月亮运行和月相变化规律却不是那么容易掌握的,许多人可能压根没想过自己也能将其搞清楚。其实,掌握它的规律并不难。月相变化的根本原因是月球本身不发光,而是反射太阳光。咱们中国人有自己传统的历法——农历,而农历的日期恰好和月相是一一对应的。下面我们通过图例来帮助大家直观理解月相的成因。
●月相原理示意图。
如下图所示,地球在中央,月球在周围,太阳光从遥远的右边射来,将月球的右半面照亮。从如此遥远处射来的光可以看作是平行光,而红色方框表示我们能看到的月球部分。
在农历初一时(位置1),月亮和太阳在天球上位于同一方向,因此几乎不可能看到月亮,这时的月相被称为“朔”,或者叫作“新月”。由于月球绕地球公转,月亮在天上相对于太阳逐渐向东移动,和太阳渐渐分开,到了初四前后(位置2),我们就能在太阳落山后不久在西边低空看到一弯细细的月牙(红色方框中亮的部分很少),这时的月相叫作“娥眉月”。
●一些有代表性的月相。
到了初七、初八的时候(位置3),月亮和太阳离得更远,此时当太阳落山时,月亮正好位于天空中最高的位置附近,其西半面被照亮,亮面刚好是一半左右(红色方框中亮暗各一半),这时的月相被称为“上弦”。之后,月亮和太阳继续远离,月亮的亮面也越来越大,到了农历十一前后(位置4),大半个月亮都亮了起来,太阳落山后两三个小时才能升到最高空,这时的月相叫作“盈凸月”。一直到农历十五(位置5),月亮和太阳刚好“天各一方”,这一天在太阳刚刚落下西方地平线时,月亮正好在东方升起。这时的月相叫作“望”,月亮呈一轮完整的满月,光芒四射,普照大地。
过了十五以后,满月又渐渐亏去,月亮开始从反方向接近太阳。到了十八前后(位置6),月亮又重新变成了大半个,太阳落山后两三个小时才会从东方升起,此时的月相叫作“亏凸月”。对比位置4的红色方框内部分我们不难发现,虽然同样都是大半个月亮,但亮起的部分已经发生了变化。到了廿二、廿三的时候(位置7),月亮到了午夜时才升起,月亮的亮面也又变回了一半,只不过此时亮起的是月亮的东半面,和位置3的情形正好相反。
小贴士
如果你觉得上面的文字太多,那么请记住下面这句话,同样能让你大概了解月相变化的规律:在一个农历月里,月亮每天的升起时间比前一天晚50分钟,月相先由少变多,过了满月后再由多变少。
到了廿六前后(位置8),月亮已经快要重新追上太阳,在太阳升起之前不久,我们能在东边低空看到一弯细细的月牙,这时的月相叫作“残月”。最后,到了农历的廿九或者三十,月亮重新回到和太阳同一方向(位置1,还记得这个位置的月相叫什么吗),然后开始新的轮回。每一个这样的轮回,我们称为一个“朔望月”。
一个朔望月的周期是 29.53059日(29日12小时44分2.9 秒),因此农历的一个月是 29天或者30天。
即使没有天文望远镜,直接用肉眼观测月相变化也是很有趣的事情。建议观测月亮时一定看一看此时是农历的哪一天,然后,只要遇到晴天,都经常性地抬头看看天,花几分钟找找月亮。注意不要光是在晚上找,白天也可以找。如果找到了月亮,那么请记录以下几点:观测日期和时间,月亮的大体方位和高度,月亮的形状大概什么样。这样的观测请坚持至少一个农历月。我相信,你很快就能完全理解月相变化的规律,并且发现许多有趣的现象。
●有趣现象1:无论月相如何,月亮的亮面总是朝向太阳的方向。
这个其实是理所当然的事,结合上面的分析自己想想为什么。
●有趣现象 2:有时在白天也能看到月亮。
这个也很好理解。就拿农历初七来说,当天的月亮其实在中午的时候就悄悄升起了,到下午三四点钟,月亮已经升到了较高的高度,此时只要天气晴好,大气透明度高,白天看到淡淡的月亮非常容易。这又让我联想到一些奇闻轶事里宣称的“日月同辉”是罕见天象。
事实上,忽略天气的影响,一个农历月中几乎只有初一前后三四天和满月前后两三天没法在天空中同时看到太阳和月亮,其他时候都能看到(想一想这是为什么)。因此,“日月同辉”实际上是再平常不过的天象。
●有趣现象3:月亮虽然有月相变化,但月面上的明暗特征却是基本不变的。
不仔细想,你可能不觉得什么。但是仔细一想——月球有自转又有公转,但不同时候我们看到的月面却是一样的,只是被照亮的部分不同,这是一个多么惊人的发现啊!这个发现说明,月球总是以一面对着地球。
为什么会出现这种情况呢?原来,月球的自转周期和公转周期是相同的,都是 27.32166日(27日7小时43分11.6秒)。这个数字叫作“恒星月”,是月球相对于遥远恒星的自转/公转一圈的时间,和之前提到的“朔望月”周期不同,因为这段时间地球绕太阳也运行了一个小角度,所以对朔望月周期而言,月球还要多走一点才行。
●满月特写。
让我们来想像这样一个场面——小明站在学校的旗杆下,伸出双手抓住旗杆,然后以旗杆为轴开始转圈。无论怎么转,他都是正面冲着旗杆的;从旗杆处看过去,也只能看到小明的正面。把旗杆变成地球,小明变成月球,就成了我们现在所观测到的情景——因为月球的自转和公转周期相同,所以我们永远只能看到月球面向我们的那半面,这被称作月球正面。相应的,我们永远看不到的那半面就叫作月球背面。
用肉眼直接看月面,由于人眼能力有限,我们只能看到在一个晶莹的亮盘上,有一些淡淡的阴影。于是古人们发挥想象力,把这些阴影想象成了各种各样的图案,最具代表性的就是一只正在捣药的玉兔,再有就是一棵巨大的桂树,旁边有个人在不停地砍伐。另外可能还能想出更多的诸如螃蟹或者少女之类的图案来。当然这些图案中有一些可能有点牵强,但要说想象成一只兔子,应该还是非常像的。
利用天文望远镜,哪怕是一台小小的望远镜,我们也能欣赏到非常明显的月面细节。月面上有两种最醒目的地形,一是大块比较暗的区域,这些区域就是我们用肉眼看到的那些阴影,它们是月面上平坦的低地。这些低地叫作“月海”,因为最早用望远镜观测月面的人认为那些地方是月面上的海洋。当然,今天我们已经知道,月面上一滴水也没有(只是在两极的某些永久阴影区里可能存在一些水冰),但出于历史原因,“月海”这个名词还是沿用了下来。与之相对的,那些明亮的地区都是月面上的高原。
另一个最醒目的特征就是密密麻麻的环形山,这些环形山主要集中在月面的高原上,其密集程度非常夸张,很多地方甚至于层层嵌套和相互钩套。第一次看到月面环形山的人,往往会用“小水珠”来形象地进行描述。有的环形山周围有辐射纹,内部有中央峰,有的山壁本身结构也非常复杂,如果用大口径高倍率观测,会非常的震撼。至于环形山的成因,一来是因为月球没有大气,各种小天体能肆无忌惮地撞击到月球表面,二来是因为月球很早就停止了表面的地质活动,极早期的一些火山口,以及数十亿年来撞在月面的陨石坑都一直保留到了今天,才会形成如此壮观的场面。
◄月面阴影想象图(星缘山风队风语供图)。
●在上弦月特写中,大块较暗的区域是月海,左侧明暗交界线附近可见密密麻麻的环形山。
3.拍摄月亮和太阳
如果你想拍摄带有月亮和太阳的风景照,这基本属于风景摄影的范畴,也很简单,主要看你的主题和构图,下面主要介绍拍摄月亮和太阳特写的方法。
要想拍摄月亮和太阳的特写,首先需要的是长焦镜头。要想充分揭示出表面细节,镜头的等效焦距一般要在800mm以上,这个要求对多数普通天文摄影爱好者来说是很难达到的。不过,只是想拍到一些比较大比较明显的细节,比如月海、大的环形山、或者太阳上的大黑子,那么等效焦距在200mm以上就可以做到。这个焦距,全画幅相机配 200mm镜头,或者APS-C画幅相机配135mm镜头就可以轻松实现。你还可以考虑购买2×甚至3×增倍镜,可以比较简便的增加焦距。当然,这样增加焦距拍出来的照片肯定没有直接用400mm或者500mm超长焦镜头拍出来的照片画质好。
●日全食在不同焦距下的大小示意图。月亮和太阳看上去差不多大,因此中间的黑色圆盘的大小既代表太阳又代表月亮,可以作为选择焦距的参考。“Film”代表全画幅相机对应的焦距,“Digital”代表APS-C画幅相机对应的焦距。(作者:F.Espenak)
拍摄月亮是最容易的,端起相机对着月亮直接拍就行了,当然,如果用长焦镜头,还是建议上三脚架以保持拍摄时的稳定。拍摄时最好不要用相机的全自动曝光模式,因为此模式会根据当前画面中的整体亮度进行测光,而画面中除月亮之外都是黑暗的天空,所以曝光程序会倾向于将曝光值设得比较高,这样会令月面曝光过度。
许多人初次拍月亮拍出来总是一团亮,看不到表面细节,就是这个原因。因此,最好的方法是使用M挡来进行手动曝光,进行各种曝光值的尝试以找到最合适的曝光。或者,你也可以尝试使用点测光,或者大幅度降低曝光补偿的值,来获得比较正确的曝光。
月亮也像恒星一样有东升西落的周日视运动,所以为了避免月亮拖线模糊,镜头焦距越长,所能承受的曝光时间就越短。根据笔者的经验,曝光时间不能长于(100/焦距)秒,否则就会明显糊掉。在这里焦距要以“毫米”为单位。比如,如果你使用等效焦距500mm的镜头拍摄月亮,曝光时间不能长于(100/500)=1/5秒。当然,一般来说月亮都很亮,曝光时间总是很短,会远远短于这个极限值。但是,如果你想拍摄月食,或者拍摄下文要谈到的“灰光”,这时你面对的月面亮度较低,这个极限曝光值就很重要了。这时,为了避免拖线,你可以加大光圈,或者提高感光度。
至于对焦,因为月亮亮度足够,表面又有诸多细节,所以完全可以使用自动对焦。不过,为了给接下来拍太阳练手,你也可以试试手动对焦。
拍摄太阳要稍微麻烦一点,因为太阳太亮了,因此,除了日出日落时以外,我们必须使用专业的太阳滤光膜罩在镜头前面减光,才能拍摄太阳,否则会对照相器材以及人眼造成永久性不可恢复的可怕伤害,这点请务必牢记!
目前业余观测界用的最多的太阳滤光膜是巴德膜,常见型号分为两种,密度5.0的滤光比较强,适合目视观测,或者用于光圈较大的镜头拍摄。密度3.8的滤光不那么强,适合光圈较小的镜头或者在透明度不太好的时候拍摄。
我们刚买来后的巴德膜仅仅是一张薄膜,那么如何才能罩在镜头前呢?这就需要我们自己动手了。最简单的办法是根据我们镜头前端的大小,剪两张正方形的硬纸板,要求能将镜筒彻底挡住并且还要多出一点点,然后在这两张纸板中央掏一个大洞,再把巴德膜剪成刚好能将大洞挡住还能多出一点点的正方形,然后把巴德膜夹在两张纸板中间,再将它们粘在一起,这样一张自制片就做成了。
●这块正方形的小薄膜(右)就是巴德膜,可以自己动手用纸板将其包起来做成滤光片(左)。
拍摄时,要小心地用胶带将滤光片粘在镜筒上,千万不能漏出任何缝隙,并且一定要粘牢靠,确保不会因为刮风或者意外碰撞而致使滤光片和镜筒脱离!!!这时我们哪怕是多用一些胶带也要保证安全。或者,如果一次性纸杯子刚好能套在你的镜头上,那么,将其底部剪掉,将巴德膜罩上并粘牢,也是一个很好的办法。
●自制的巴德膜滤光片可以很简单的粘在望远镜或镜头前。
拍摄太阳时,因为太阳表面缺乏特征,所以自动对焦往往会失败,这时就需要你手动对焦。可以利用日面上的黑子调焦。如果不巧当时日面上一个黑子都没有,那就只能利用日轮边缘调焦。将黑子或日轮边缘调到最清晰即可,不过初学者一开始对太阳调焦很难调清晰,尤其是用超长焦时,总是感觉不管怎么调都是模糊的。解决这个问题没有捷径,只能多练多实践,多积累经验。
4.拍摄“新月抱旧月”
如果不告诉你,你会猜出右侧的照片拍的是什么吗?日食还是月食?
都不对,其实,这个拍的是一弯月牙!
不可思议吧?这就是所谓的“新月抱旧月”现象(又叫作月球“灰光”现象)。可能你在网络或报纸上见过这个词,也可能听老人念叨过“在过去空气好的时候,常常可以看到新月抱旧月”云云。那么,这究竟是一种什么现象呢?
原来,在图中,曝光过度一片惨白的部分,是月牙,也是被太阳光照亮的部分。剩下的体现出各种细节的月面,其实是月球的暗面,并没有被太阳光照亮。但是,这部分月面被地球反射的阳光照亮了。因此,虽然这部分比月牙暗得多,但在强曝光的照片上,这部分暗面仍然可以被拍出来。只是这时候月球的亮面就严重过曝了。
在大气透明度很好时,如果日落后你见到西边天空有一弯月牙,那么凝神仔细看,你会发现,被地球照亮的暗面凭肉眼便可以勉强看见的,这就是“新月抱旧月”现象,新月在这里指细细的月牙,而旧月自然就是指其余的黑暗的大半个月面了。通过双筒望远镜,或者接上了中长焦镜头的相机取景器,欣赏该现象会更加明显。
因为灰光很暗,要用较强的曝光值才能拍出来。为了避免月球拖线模糊,曝光时间不能太长,这时就只能提高感光度。但是提高感光度噪点会增加,细节会下降。解决方法有两个:一是多拍几张,后期叠加。二是连接赤道仪跟踪拍摄,可以增加曝光时间,降低感光度。
►新月抱旧月现象。曝光参数:等效850mm焦距,ISO400, f/5.0, 4秒(利用了赤道仪跟踪),连拍多张叠加。
5.拍摄日食
如果月球运行到地球和太阳之间,三者刚好成一条直线,从地球上看,月亮就会把太阳挡住,形成日食。如果挡住一部分,就是日偏食;如果全部挡住,就是日全食;有时月亮看上去比太阳小,只能挡住太阳的中心部分,周围剩下一圈太阳的亮边,就是日环食。
●日全食特写。中间的黑色圆盘是被月亮挡住的太阳,周围的白色光芒是平时无法见到的日冕。到的日冕。
小贴士
日、月、地三者位于一条直线这个位置对应农历什么日子?是初一,所以,日食只会发生在初一。
●日全食时的贝利珠(右下的明亮光团)和日珥(右上太阳边缘的红色结构)特写。
日食可以说是最有名的特殊天象,发生频率也不低。一般来说,平均几年,你总会遇到一次日食。当然,绝大多数时候遇到的都是日偏食。日全食和日环食比较少见,即使发生,也只在一个很窄的带状区域里才能见到全食或环食,周围广阔的地区只能看见偏食。
日全食是当之无愧的“天象奇观”,可惜比较罕见。虽然从全球的范围看平均一两年总会有一次,但如果你总是待在一个地方不动,那么平均三百多年才能见到一次。因此,世界上有一批对日全食着魔的人,哪里有日全食,他们就追到哪里欣赏。
●日全食生光阶段的贝利珠和钻石环的变化过程。贝利珠越来越多,最后连成一片光芒夺目的钻石环。
日环食出现的频率和日全食差不多,但是因为日环食远不如日全食壮美,所以受关注度要小得多。不过,实践证明,日出和日落时发生的日环食,还是非常好看的。
有了之前的拍摄经验,日食的拍摄总体而言是很简单的。对于日食的偏食或者环食状态,拍摄方法和平时拍太阳完全一样,就不赘述了。
只有日全食的全食阶段比较特殊。这个阶段最壮观,会展示出平时看不到的钻石环、贝利珠、色球、日珥、日冕等,同时天色也会发生显著的变化。不过,全食阶段持续时间很短,长的大概六七分钟,短的也许只有一两分钟甚至几十秒,在这么短的时间里,上述现象或日面结构相继出现,不同现象或结构的曝光值也不一样,要想把它们都一一成功地拍摄下来,必须进行充分的前期准备和演练,才能做到在现场不会手忙脚乱。同时,你还要给自己留出充足的时间来目视欣赏,因为目视欣赏所感到的震撼是任何照片或视频都比不了的。有余力的朋友,还可以架上一台相机利用编程快门线拍摄广角的场景和天色照片,或者架上一台摄像机拍摄日全食场面的视频。
因为日全食确实太小众,我国要等到遥远的2034年和2035年才能迎来两次日全食,所以就不详细介绍日全食的拍摄方法了。真有兴趣的朋友,可以阅读《天文爱好者》杂志社出版的《日食大观》增刊。
6.拍摄月食
小贴士
日、地、月三者位于一条直线对应农历的满月,所以,月食只会发生在满月时。
如果月球运行到与日食时相反的另一侧,地球在中间,太阳、月球分别在两边,三者刚好成一条直线,从地球上看,月球就会进入地球的影子,形成月食。月食有月偏食和月全食,没有月环食,因为在月球那个距离上,地球影子的大小比月球大得多。
月食发生的频率比日食更低,不过,月食发生时,处于黑夜的那半个地球都能看到,而日食往往只能在一个比较小的范围内才能被看见,所以,人们会觉得月食比日食更常见。
●月偏食特写。
月食的持续时间比日食长得多。一次日全食的全食阶段可能就那么三五分钟,算上前后的偏食阶段加起来不过两个多小时。月全食则不然,因为地球的本影非常粗大,在月球的位置上,其直径大约为月面直径的2.5倍,所以一次月全食,仅全食阶段,就可以长达1个多小时。而加上前后的偏食阶段,则可能达到4个小时以上。所以,观测月全食,在多数情况下不需要像观测日全食那么紧张,大可以悠闲地进行。
●月食和日食的对比,左边是月食,右边是日食。可以看到地影的边缘模糊,而且弧度更加平缓,与右边日食的缺口明显不同。
如果你有一台天文望远镜,那么可以用它来欣赏月食的一些细节,具体观测方法和你平时观测月球没有任何区别。用望远镜欣赏月食的最大看点在于,注意看偏食阶段,投射到月球上的地球的影子。仔细想想那是我们自己所在的这颗星球的影子,你会觉得这事情是多么的奇妙。
注意看这个影子的边缘,你会发现它的边缘是模糊的,不像日食时月亮的边缘那么锐利,这是为什么呢?原来,我们的地球是有大气的,而厚厚的大气层会造成地球影子边缘的模糊。再注意看这个影子的形状,你会发现它的弧度比月面的弧度要平缓得多,不像日食时月亮边缘的弧度和太阳边缘的弧度几乎一样,这说明在月球位置处的地影确实要比月球本身大得多,你甚至可以估算地影的大小。地影平缓的弧度令偏食阶段的月亮被咬下去的缺口和同样阶段的日食有明显的不同。
比较值得一提的是月全食。月全食时,月面亮度并不会完全消失,不会像日全食那样变成一个大黑窟窿,而是会发出暗红色(或者说铜红色)的微光。这是由于地球大气折射和散射了一些阳光照亮月面所致。不过,此时月亮的亮度会大大减弱,于是就出现了这样一个场景:月光黯淡了下去,月亮变成暗红色,周围的繁星出现了,围绕在红月亮周围,此情此景肯定会让你觉得梦幻和奇异。如果你在观测条件很好的远郊,你还有机会见到银河和红月亮同现天际的景观。
●2011年12月10日月全食全过程合成图。中间三张红月亮是全食阶段,最大的那个是食甚时的月亮。
●2011年12月10日月全食阶段,红月亮与银河同现天际的奇观(为了拍银河曝光值较强,所以红月亮过曝了)。
●这是笔者拍摄的颐和园佛香阁和满月在一起的一张照片,如果这时刚好发生月食,那这就会是一张不错的月食风景照。
拍摄月食并不难,和拍摄月亮的方法基本一致。偏食阶段的月亮亮度比较高,拍摄起来很容易。到了全食阶段,其亮度大幅度降低,此时要参考拍摄月面灰光的曝光参数,用较高的感光度,较短的曝光时间保证月面不要拖线模糊。
月食的一般拍摄,技术上没什么太复杂的。不过,由于普通相机镜头焦距、分辨率的局限性,这种拍摄的目的一般也不会是展示月食的细节。这时候,决定一张照片是否成功,拍摄者的创意是最重要的。比如,如果月食发生时地平高度较低,那么把月食与一些著名的建筑物或者漂亮的地景拍在一起,就是一个不错的选择。
月食还可以拍摄糖葫芦串像,将月食的全过程体现出来。配上合适的地景,也会很漂亮。
右图就是 2011年12月10日月全食的一张串像。照片上从左下到右上表现出了这次月食的全过程,就像是一个长长的糖葫芦。这种照片是这样拍出来的:首先利用一些星图软件模拟月食开始和结束的位置,知道其在天空走过的尺度,这样就能确定拍摄时所用的镜头焦距。如果你不会用这种软件,那么使用等效焦距28mm以下的广角镜头是不错的选择。然后,选好拍摄地并提前到达(有的人还会选多个拍摄地并提前踩点,确定最佳地点),实地判断月食开始和结束时月亮的大体位置,确定如何取景,要保证月食开始时月亮位于画面左侧,结束时位于画面右侧,并且全程都能在画面上,且尽量不要被建筑物或者树木遮挡。在月食开始时,拍摄第一张照片。然后每隔一段时间(比如5分钟),都拍摄一张照片,如此持续。整个偏食阶段,月亮单位面积的亮度在逐渐降低,所以应该时不时的提高一点儿曝光值。到了全食发生时,就要大大提高曝光值,拍出漂亮的红月亮,然后继续一张一张拍摄。直到生光,才恢复成较低的曝光值,并一直拍摄到复圆。后期,我们将这些时间间隔均匀的照片,用叠加星迹的办法叠加在一起,就得到了一张月食全过程串像。
►2011年12月10日月全食全过程糖葫芦串像。
拍串像时,如果你觉得一张一张手工拍摄麻烦,可以使用编程快门线。设定好曝光参数,两张之间的拍摄间隔,拍摄的总张数等,然后按下“开始”,相机会以你设定好的程序进行拍摄,你就可以专心做其他事了。当然,前提是相机和快门线电量充足。
拍串像时如何拍地景是个学问。在月食的偏食状态,为了避免月面过曝,曝光值较低,地景一般拍不出来。全食时虽然曝光值加强,但地景更加黑暗,也拍不出来,所以如果想要地景,可以等月亮移出画面后补拍一张曝光强一些的地景照。不过,如果等不及,也可以在月食开始前或结束后马上补拍一张强曝光的地景照。前面那张图就是在月食开始前拍的地景。
7.观测行星运动
众所周知,太阳系有八颗行星,它们在天空中相对恒星背景有明显的运动,因此得名“行星”。除去我们所在的地球,还有七颗行星在天空中运行。不过,只有水、金、火、木、土这五颗行星,其亮度能让我们肉眼比较容易看到。另外两颗行星,是望远镜发明以后才被发现的。
五颗行星中,水星和金星是地内行星,即运行轨道比地球离太阳更近,位于地球内侧的行星。因此,从地球看去,地内行星总是出现在太阳附近,常常被太阳的光辉淹没,看到的机会不是很大。尤其是水星,和太阳的最大角距离不超过 28°,其本身看上去也不够亮,因此很难被看到。金星要好得多,和太阳的最大角距离可达48°,其本身看上去非常亮,因此比较容易被看到。
当地内行星运行到一段时间里与太阳的角距离最大的位置时,我们称之为大距,这时是观测它们的好时机,尤其是对水星而言。大距分为东大距和西大距,顾名思义,东大距是指地内行星在太阳东边,角距离达到最大,这时在黄昏时可以尝试观测;而西大距是指地内行星在太阳西边,角距离达到最大,这时在黎明时可以尝试观测。
不过,对于水星而言,并不是每次大距都是好时机。因为水星轨道不是正圆,所以,不同的大距时水星到太阳的角距离也不同,从18°~28°不等。再有,水星和太阳的相对视位置也是每次不同,这就导致有时虽然是大距,但水星的地平高度很低,这时是不利观测的。
相对而言的,金星因为特别明亮,又能常常离开太阳较远,所以即使不是大距,也可以在很长一段日子里适合观测。
剩下三颗行星——火星、木星、土星,因为运行轨道比地球离太阳更远,位于地球外侧,所以称之为地外行星。地外行星除了在天空中运行到太阳附近时这一段相对比较短暂的时间,其他大多数时间都是可以观测的,只不过有时是前半夜能观测,有时是后半夜能观测,有时是整夜可以观测而已。
当地外行星运行到这样一个位置时——太阳、地球和地外行星差不多连成一条直线,地球在中间——此时地外行星的位置类似满月时月亮所处的位置,太阳落山时该行星升起,午夜时升至上中天,日出时落下,整夜都可以见到,这个位置被称为“冲日”或“冲”。此时地球和该行星的距离最近,并且该行星整夜可见,因此冲日前后是观测地外行星的最佳时机。
●地内行星视运动示意图 (以金星为例)。东大距和西大距时是观测地内行星,尤其是水星的好机会。
●地外行星视运动示意图 (以火星为例)。冲日前后是观测地外行星的最佳时机,但只要不是在合日附近,也能观测到地外行星。
8.行星的观测和拍摄
●在高山草甸上,晨曦中,两颗亮行星熠熠生辉。最亮的是金星,次亮的是木星。木星上方还能看到昴星团。
行星的视大小都很小,我们用肉眼只能看到一个亮点,必须使用天文望远镜观测才能看到圆面。要想看到或者拍到一些细节,更是需要大口径长焦的天文望远镜。因此,对普通天文摄影爱好者而言,拍摄行星表面的特写不是一个好的选择。
因为水、金、火、木、土这五颗行星都比较亮,基本上亮于天空中绝大多数恒星,所以,比较适合大家的行星拍摄题材,一是拍摄带地景的行星广角照片,尤其是在黄昏或者黎明时,天上可见的星星很少,但是在晚霞或朝霞中,有几颗明亮的行星熠熠生辉。这时如果再有比较漂亮的地景,比如远山或云海什么的,那将会非常漂亮。二是拍摄行星合月——粗略说就是行星和月亮在天空中运行到离得很近的时候。行星合月一般看上去比较漂亮,尤其是行星中特别亮的金星或木星和一弯细细的月牙相会在一起的时候(这种时候往往会被称为“星月童话”)。这时可以拍摄带漂亮地景的照片,也可以用中长焦镜头拍摄行星和月亮在一起的特写。这时行星虽然还是一个点,但是月亮却可能拍出表面细节来。
●所谓的“星月童话”——实际是金星、木星和一弯月牙在一起。因为曝光较强,月牙为“新月抱旧月”状态。
要想拍摄行星或者行星合月,我们自然需要知道行星和月亮的动态、它们在天上的位置等。这些可以通过一些天文软件,或者手机上的天文APP来解决,或者查阅《天文爱好者》杂志、每年的《天象大观》,以及一些有天象预报栏目的杂志等(比如笔者就在《科学世界》杂志上连载每月天象栏目)。
五颗行星中,最难看到的是水星,其原因上文已经述及。据说伟大的天文学家哥白尼一生从未看见过水星,引为一大憾事。水星只有在东大距或者西大距前后,且地平高度较高时,观测条件比较好时才能观测到。因此我们必须掌握水星大距的时间。同时,还需要大气透明度极佳,且它所在的方向要很开阔无遮挡。满足这些条件后,在日落后40多分钟以后或日出前40多分钟以前,你可以尝试在水星应该在的位置,即在低空的红霞中,寻找这颗小亮点。一般来说,需要眼力比较好,并且非常仔细耐心地花时间寻找,才有可能找到水星。如果你没有这方面的观测经验,单凭自己可能很难看到水星。这时,找一个有经验的爱好者指导你是个不错的选择。也可以借助双筒望远镜,在水星应该在的位置附近来回扫视,这样应该能找到水星。等确定了水星的方位后,再拿开双筒用肉眼看,会容易得多。
拍摄水星时,切忌曝光过度,因为水星周围的天光很亮,一旦过度,水星就被淹没掉了。所以拍摄时最好不要用自动挡,要多尝试不同的曝光值,保证天光不太亮,这样水星才能比较明显。如果你用广角镜头拍摄,在相机上的小屏幕上回放时有可能直接看不到,将图片适当放大并移动到水星所在的位置就能看到了。
● 2011年3月23日,水星东大距。这是笔者 24日傍晚在北京城西五环边上拍到的水星慢慢落山的串像。在晚霞中要想找到它不是那么容易的事情。曝光参数:等效 112mm焦距,ISO640,f/3.2,单张 2秒,间隔一定时间连拍,共连拍 8张,后期用 Startrails叠加,有裁剪。类似的方法拍摄月出或月落的串像也很好看。