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流星的摄影观测

齐锐

  今年(1998年——空间天文网 注)坦普尔·塔特尔彗星回归,每33年一次的狮子座流星雨将在1998年和1999年的11月达到极大,而且有可能出现流星暴雨。这无疑受到全世界的瞩目,多少人都想用相机记录下令人兴奋的场面,留作永久的纪念。

  除此之外,流星摄影有很高的科学研究价值。它能提供流星雨辐射点的精确位置、流星的持续时间、流星的飞行速度和大致的亮度等级,以及流星群的轨道等数据。对于分析流星的组成、结构,流星雨的母彗星的演化、地球大气层的运动变化状况等都有极其重大的意义。目前人类关于流星光谱的摄影照片很少,这方面的作品有着极大的意义。

  要成功地拍摄此次狮子座流星雨出现的壮丽场景,爱好者朋友们除了要拥有对天文的执着与热爱,并具备一般的天文知识和摄影常识外,还应掌握拍摄流星雨的方法。这样才有可能拍到流星,同时也能使照片具有一定的科学价值。

流星摄影的设备

  作为天体摄影的一个分支,流星摄影在设备的要求上有它的特点。

1.照相机、镜头和胶卷

  使用最普通的35毫米的相机(即135相机)就可以,重要的是相机的快门必须是机械式的,因为长时间的曝光会使电子式快门的相机内的电池很快耗尽。

  流星出现的天区存在偶然性,对于狮子座流星的拍摄守侯范围也是在辐射点周围的大片天空,同时由于流星运动速度很快,这就需要相机有大的视场和强的光力,才能在流星出现的瞬间记录下它的轨迹。实践证明,凡视场在几十度,最大光圈在4以上的镜头都可以用来拍摄流星。一般说来,50毫米f/1.8的标准镜头可以很好地记录下0等或更亮的流星。但是作为标准镜头,它可拍摄的视野有点小,很多情况下你会因此与漂亮的流星失之交臂。而具有更宽阔视野的28毫米的广角镜头则可以大大增加你拍到流星的机会。然而,镜头越是广角,它可记录的流星就要越亮才行。对于28毫米的镜头来说一般可以拍到-2等以上的流星。

  为在更大的天区上成功地拍摄流星,可以采用多部相机视场相邻、同时拍摄的方法。例如,北京天文同好会此次拍摄狮子座流星雨,就用四部20毫米f/3.5的超广角镜头组成了流星摄影装置,所拍摄的视场范围大致为180度x120度,几乎覆盖全天。

  胶卷的选择稍微复杂一点。很多人愿意用彩色胶卷,因为市面上容易购买。其实,大多数的流星的光谱颜色是从兰色到紫外,镜头本身仍然会吸收掉大部分的紫外光,最后记录下来的可见光是白色。从拍摄的流星照片上我们可以确定流星的亮度,而这也必须是在采用黑白胶卷拍摄时才可以做到。另外要记录下短暂的流星现象,尤其当它比较暗的时候,胶卷的感光度成为关键的因素之一。

  我们认为拍摄流星首选黑白胶卷。在没有月光的夜晚,柯达的T-max 3200度的胶卷是最好的选择。它不但感光度高,而且颗粒并不象你想象的那样粗,当你把照片放大到7寸时,看上去仍是很细腻的。当然也可以选用T-max400胶卷等。

  如果购买T-max有困难,也可以采用高感光度的彩色胶卷,如FujiSuperG800,柯达PJ800、PJCl600等。它们都采用标准的C41冲洗工艺,一般的彩扩部就可以制作。

2.旋转快门

  在流星摄影中用到一种很特殊的设备,就是旋转快门。它看上去象一个小电扇,由转速稳定的电机带动几个扇叶在相机的镜头前转动,这些扇叶就会象快门一样周期性地遮挡镜头,因此称作旋转快门。旋转快门对于流星摄影可谓有一箭双雕的妙处。

  我们知道,为了拍摄较暗的流星我们使用光圈大的相机镜头,并尽可能地选择高感光度的胶卷,但是这一方面使得我们可以记录下暗弱的流星,一方面也会使底片因为夜天光作用而迅速变灰,把那些暗弱的流星痕迹淹没掉。因此为应付这种情况,我们不得不缩短曝光的时间、频繁地更换底片,不但加重了观测操作的负担,也不经济。这时,使用旋转快门就可以很好地解决这一问题了。

  举例说明,如果旋转快门的扇叶遮挡和露出镜头的时间各占一半,那么在拍摄流星的过程中,底片对于夜天光的累积感光时间将是曝光时间的一半,这样就可以有效地延长每次曝光的时间了。而对于出现的流星,由于扇叶的遮挡,将会形成由短线组成的断续各半的轨迹。旋转过程中在扇叶露出镜头期间,流星的光会全部进入镜头,拍在底片上,丝毫不会损失,因此可以记录下足够暗弱的流星。

  其次,由于采用转速稳定的电机,可以保证镜头被遮挡的频率一定,这样我们就能很容易地根据拍摄的流星轨迹上断续短线的个数来判断流星持续的时间长短了。更重要的是,如果我们在后面提及的异地拍摄的方法中采用旋转快门,那么在计算出流星轨迹的长度后就可以求出流星运动的速度了,这比用目视方法估计出的与视线垂直的流星速度要精确和有价值得多.

  目前国内市场上没有旋转快门出售,有关资料也很少。有兴趣的爱好者可以参阅《星光快讯》1998年第五期上介绍的“旋转快门的制作”。

拍摄场地和天区的选择

  流星摄影的地点选择最首要的是有足够黑暗的天空。一定要在远离城市的光害和污染的地方进行,否则,就是浪费自己的时间和胶卷。流星摄影在这方面的要求比目视观测更加严格。用于拍摄的场地要足够开阔,以使你的相机可以在没有任何物体遮挡的情况下,随时指向最有利的天区。因此,你在进行实际拍摄前,一定要预先仔细考察场地的情况,以便及早做好准备,才不会在流星雨纷纷飘落的时候手忙脚乱,后悔不已。

  你可以采用超广角镜头,或多部相机同时进行大范围的巡天流星摄影。这样可以大大增加流星被拍摄到的机会,力求不漏掉出现的流星。但当你的拍摄区域无法同时覆盖整个天区时,你的相机的镜头究竟应该对着哪里才会拍到流星呢?一般来说,任何天区都有可能出现流星,拍到它们要靠你的运气了。然而流星雨的出现是有规律的,的确存在比较容易出现亮的群内流星的天区。

  对于相同的视角宽度,离天顶越远的地方,可能包含的流星数目越多,但由于大气消光的影响,离天顶越远,流星的视亮度越暗。实践证明,在地平高度40—70度角的天区内最容易看到明亮的流星。另外,在辐射点附近和离辐射点90度以外的地方,出现流星的机会都较小,因此,距辐射点30—40度远的天区是出现流星的比较密集的地方。应该综合考虑以上情况,来安排你的相机的指向。

  在取景时应该特别注意的是,你要确保视野中拍下了几颗背景星,尤其是一些比较容易辨认的星星,以便事后从照片上确定星空的位置。


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