NASA科学家告诉你可见光和红外线看到的宇宙有什么不同

　　地球上的生物经过长时间的演化，已经拥有了各种各样不同的器官，这些器官帮助生物个体更好地生存在地球上，非常重要。其中，眼睛的出现，可以说是生命的奇迹。通过对光的摄入，在大脑中成像，让我们对外界环境有了更好的把握。
　　我们知道，光是一种电磁波，有不同的波长。遗憾的是，人类的眼睛只能看到极少的一小段，这段电磁波于是被称为可见光。在可见光之外，有红外线、紫外线、X射线等很多波段，我们都看不到——那里恰恰有着壮美的景观。毕竟，我们的祖先也没想到，自己的后代能够不仅仅看世界的一切，还要抬头看宇宙，所以没有演化出对其他波段识别的能力。
　　实际上，地球上很多其他的动物，都有着更强的视力，可以看到红外线、紫外线。如果你问我如果能看到红外线是什么样的感觉，其实和现在看到其他光也没什么区别，就像狗在想人类看到那么多色彩是什么感觉一样——很普通。
　　当人类抬头望向宇宙的时候，才发现自己的眼睛实在是＂没用＂，看到的宇宙是那么单调。随着射电天文学的发展，我们终于有了相应的技术，真正感受到，宇宙是有多么美丽！
　　整整30年前，哈勃太空望远镜带着人类的使命发射升空。尽管主要在可见光波段进行太空观测，但它也有一点对于紫外线和红外线的观测能力。接下来，其他空间望远镜也相继升空，互相配合。在它们的通力合作之下，人类终于看到了其他波段下宇宙的模样。红外线眼中的宇宙
　　NASA在官网上贴了一些图片，非常有趣。他们分别在可见波段和红外波段拍摄了同样的一些宇宙场景，然后放在一起对比，让我们清晰地看到二者的差别。创生之柱
　　这是著名的创生之柱，左侧是可见光波段拍摄的照片，右侧是红外波段拍摄的。很明显，左侧看起来雾蒙蒙的，右侧看起来星光灿烂。
　　这是为什么呢？
　　科学家解释：和红外线相比，可见光的波长比较短。如果你对波长的概念不太清晰的话，咱们打一个比方，假设有一条蛇在S形前进。在它前进的路上，有一些大石头。如果它的S形比较短，也就是左右来回摆动的次数比较多，就很容易撞上大石头，于是没法前进了。如果它的S形比较长，那么前进同样的距离，可能少摆动好多次，撞上大石头的概率也低，也就越容易前进。
　　大概就是这么个原理吧，S的长短就代表了波的长短，蛇就相当于天体发出的电磁波。根据刚才的例子就很容易理解红外线的优势了，它的波长更长，就更容易穿透那些迷雾。于是，那些躲在迷雾后面的天体，就全都暴露在人类红外线望远镜的眼前了。
　　另外，我们也知道，红外线还可以用来在暗中观测物体。因为，只要有温度，物体就会发出红外线。因此，通过红外线，我们也可以看到肉眼看不见的、在可见光波段过于黑暗的天体。比如右侧这张创生之柱的照片中，很多恒星都被浓雾所遮蔽。但是，它们的可见光无法穿透，红外线却可以畅通，最终被我们捕获。即使是那些躲在5光年高的冰冷氢柱后面的恒星，也可以被我们看到。礁湖星云
　　这是著名的礁湖星云的对比图。礁湖星云是位于南天人马座的发射星云，半径约为123.4光年，是众多天文摄影爱好者最喜爱的天体之一。在它的内部，有一颗怪兽一般、比太阳亮20万倍的年轻恒星。如果只给你贴这张可见光范围内的照片，恐怕你都未必能找到它，即使找到也会半信半疑。
　　那么，不妨看看红外波段下拍摄到的照片吧。
　　仿佛一颗恒星点亮了整个星云，十分壮观。通过这样的照片，我们才能看到它是怎样通过一己之力，掌控着整个星云的形状。同时，也能看到礁湖星云的背后，还有怎样的世界。船底座星云
　　这是著名的船底座星云，距离我们6500至10000光年，直径达到了460光年。早在16世纪，它就被观测到了，但是当时的科学家怎么也想不到，这个巨大的星云还有右侧这一张面孔。相信经过前面两组对比，你已经可以清晰地分辨出来哪一张是红外波段拍摄到的图片了吧，我就不特意说明了。
　　从图片中我们可以看到，星云中央有一颗年轻的恒星，喷射出一条长达10光年的喷流，以每小时85万英里（136.8万公里）左右的速度涌入太空。在它的另一侧也有一条同样的喷流，但是在可见光的那一半图片中被迷雾所遮掩。紫外线眼中的宇宙
　　地球的大气层阻拦了大量的紫外线，这对于我们来说绝对是一件好事，因为它会对生物造成巨大的破坏。但是，从另一方面来讲，它又是我们观测宇宙，了解这片星空的有力武器。当科学家终于将它握在手中时，另一幅惊人、壮美的宇宙图画，就展现在我们的面前了。
　　土星
　　首先我们要说明的是，这两张图片都不是肉眼看到的实际效果。即使是可见光波段拍摄到的那张，也是有色彩渲染的，科学家利用假色使不同部位的差异更加突出，方便我们看。同样的，包括前面的星云图片，也都是经过渲染的。因为这些望远镜拍摄下来的直接成像，都是黑白的，所以要后期渲染上色彩才可以。
　　好了，说回到土星和紫外线。虽然紫外线的波长比可见光更短，不能穿透迷雾，但是寸有所长，它也有自己的优势。有些粒子对紫外线的反射比可见光更强，导致土星的部分在紫外线下显得比可见光更亮。
　　如图，左侧是可见光波段的照片，右侧是紫外光波段的照片。看得出来，右侧的色彩更鲜明，这就是粒子反射更强一点的体现。在紫外波段的照片中，大气层下方的一些气体比上方更突出，从而让科学家能够更好地观测、分析土星低层大气，更加了解这个天体。木星
　　1994年，是人类天文学上不能忘记的一年。这一年，苏梅克·列维9号彗星撞击木星，给人类来了一次恐怖的宇宙大碰撞。在彗星撞上木星之后，天文学家利用哈勃太空望远镜进行了紫外波段拍摄，同样是右侧图。从这里，我们可以更清楚地看到彗星残渣和被撞击后从木星下层大气层抛入上层大气层的物质。
　　PS：这是哈勃太空望远镜利用紫外波段，拍摄到的木星极光，非常壮观。
　　X射线眼中的宇宙
　　除此之外，还有一种电磁波在天文学上非常重要，那就是X射线。X射线望远镜最著名的功能，就是观测黑洞了。我们知道，黑洞可以吸收一切物质，包括光，所以别说可见光，就是紫外线也看不到。但是，物质在加速下落到黑洞过程中，会释放出X射线，被X射线望远镜观测到。
　　这里没有对比图——因为没有X射线，黑洞就是漆黑一片，对比个什么劲儿……
　　另外，宇宙中还有一些很强的X射线源，同样可以利用X射线望远镜来拍摄。比如超新星SNR 0509-67.5，绰号圣诞大气泡。大约400年前，这里发生了一次超新星爆发，这个巨大的气泡就是它的遗骸。
　　从左侧哈勃拍摄到的可见光波段来看，的确是一个红彤彤、很喜庆的大气泡。但是，当天文学家结合X射线进行拍摄时，气泡中显示了一些蓝色和绿色的斑块。这些都是被加温到上百万摄氏度的物质，在这种温度下，它们就会释放出X射线，最终在X射线望远镜的面前＂一丝不挂＂。合体
　　所谓一个篱笆三个桩，一个好汉三个帮，即使一台望远镜再强大，也不足以让我们完全了解这个宇宙。有的时候，为了更好地了解宇宙，我们不得集百家之长，利用不同望远镜的不同功能，合成更精美的照片——当然了，精美只是对于咱们外行来说的，对于天文学家来说，上面满满的只有信息量。
　　比如蟹状星云这张著名的图片，看起来非常绚丽。我们都知道，蟹状星云是一颗大质量恒星爆发后所形成的，核心是一颗中子星，这片星云是它爆炸的遗迹。
　　实际上，它是由五张照片合成的，分别是哈勃太空望远镜，斯皮策太空望远镜，XMM-牛顿X射线望远镜，钱德拉X射线太空望远镜和甚大射电望远镜阵列等五大天文望远镜合拍照片的效果。
　　这里的射电波所拍摄到的，是中子星的带电粒子 ＂风＂激发下，星云所发出的光。另外，红外线拍摄到了尘埃粒子吸收紫外线和可见光后释放的光芒；哈勃所拍摄的绿色图片是整片星云的高温丝状结构；紫外线图像和X射线图像则展示了被快速旋转的中子星所驱动的高能电子云。
　　五张照片合在一起，Duang，就变成最开始那张照片了~
　　总结
　　总而言之，那些看起来绚烂的天文图片，每一张都来之不易，是上百年以来、一代又一代的科学家努力后的成果。不论是被冠名的天文学家哈勃、还是对电磁波有重大贡献的麦克斯韦等等人，他们也未必想得到自己的努力，能换来今天的成就。
　　当然了，如此琳琅满目的天文图片里，不仅仅有这些望远镜拍摄再通过渲染调色后才制成的。毕竟，有些天体实在太远、或者太过于难以拍摄了，人类目前的科技还达不到。因此，有的时候，科学家还会＂凭空捏造＂，画出很多假想图。
　　嗯，只有懂得了这些道理，你才会成长，才会明白，图片里都是＂骗人＂的……
　　算了，无所谓了，毕竟还是挺好看的，管它真假呢……