望遠鏡與觀測天文學

測光濾光片

像 CCD 這樣的探測器只會數光子;單憑自身它分不清紅光和藍光。為了恢復顏色——以及更多信息——天文學家在光路中放置一片有色玻璃或鍍膜,即測光濾光片。每片濾光片只通過選定的一段波長,因此透過它的一次曝光,測量的就是天體在那一小段光譜中的亮度。

通過幾片標準濾光片分別成像並比較亮度,天文學家便能精確測量天體的顏色。一套廣泛使用的系統是 UBVRI——紫外、藍、目視、紅和近紅外波段——現代巡天則使用如史隆數位巡天的 ugriz 濾光片。兩個濾光片星等之差即顏色指數;對恆星而言它揭示表面溫度,因為熱星偏藍、冷星偏紅,對星系而言顏色則暗示其恆星的年齡以及塵埃使其光線紅化的程度。

濾光片以低成本把亮度測量變成粗略的光譜學。把光展開成完整光譜威力強大,卻把光子攤得很薄,因而需要明亮的目標或長時間曝光;測光濾光片則把光分入幾個寬通道,保留足夠的信號去測量數十億個完整光譜永遠觸及不到的暗弱星系。濾光片還能隔離特定特徵——一片調諧到氫的紅色輝光的窄帶濾光片,讓天文學家得以繪製整個星系中發光的星雲和恆星形成區。

哈伯著名的「創生之柱」影像,由透過隔離氫、氧、硫發光的窄帶濾光片分別曝光合成,再映射為顏色。

選擇測量光譜的哪一小段。

許多著名天文影像中的顏色是「代表性」的,並非你眼睛會看到的樣子——它們是把各濾光片曝光指定為顏色以揭示物理細節,這是有意為之的科學選擇,並非造假。

又稱
passbandfilter band滤光片濾光片波段