挑選宇宙中最佳天文圖片的孤獨工作

編譯 高斯寒

位于巴爾的摩的空間望遠鏡科學研究所舉辦的活動展示了詹姆斯·韋布空間望遠鏡拍下的第一批圖像

2022年6月，各路專家在巴爾的摩匯聚一堂，從詹姆斯·韋布空間望遠鏡拍下的照片選出若干與公眾分享。揀選照片可不容易。投影儀投射出的照片亮起后，幾秒鐘過去，只響起一聲輕輕的“哇噢”，每個人都還在處理剛剛接收到的信息。

接著，人群中爆發出更多聲的“哇噢”，大家彼此交談，發出歡笑。兩位天文學家阿馬亞·莫羅-馬丁（Amaya Moro-Martin）和卡爾·戈登（Karl Gordon）突然離開座椅，湊近幕布上的太空奇景——“這是噴流！到處都是噴流！”——他們對從星云中誕生的新恒星如夢如幻的壯麗景象感到興奮不已。

屏幕畫面不斷放大，像一塊突出的海岬，有數光年之長，凸現出來。

“我的天啊?！庇腥梭@嘆道。

“歡迎入伙。”其他人回應道。

星期二上午，科學家對外公布了這張船底座星云的圖像和韋布空間望遠鏡取得的其他最新觀測成果。但是，在另一個星期二上午，這些照片早已初次露面。那是在6月時，位于巴爾的摩的空間望遠鏡科學研究所里，一支小團隊攥著咖啡杯，圍坐在一張會議桌旁，進行晨會，將人類最新和最精良的“眼睛”所能看見的景象進行處理，重新包裝，供大眾消費。團隊成員在一開始就已經簽署了保密協定，確保不會提前泄露。

似乎沒人知道如何形容這張圖像。就算對于天文學家而言，這張圖像也有些地方挺陌生?！斑@處小小的拱形結構——我不理解?！备甑遣┦渴种钢f道。也許他們可以稱之為“香蕉”或“拐杖糖”。那么其余的部分呢？是超脫塵世的風景，是星空下的“紀念碑谷”。

在六周的時間內，這支由天文學家、新聞官和科技傳播者構成的團隊與時間競爭，為2021年圣誕節發射升空、價值100億美元的韋布空間望遠鏡匯編出一份早期亮點剪輯。其中包括許多首次見到的畫面，打算讓大眾提前領略下這個比整個漫威電影宇宙更昂貴的太空任務的終極承諾。

空間望遠鏡科學研究所的天文學家莫羅-馬丁

空間望遠鏡科學研究所的天文學家戈登

在發布圖片前一天的晚上，美國總統拜登在白宮召開了新聞發布會，他在活動的最后進一步加碼，說：“這些圖片將會提醒全世界，美國能做出了不起的事情?！?/p>

即使是達到這一步，也是經歷了數十年的籌劃、計劃取消的威脅、一次次的拖延、全球疫情和令人苦惱的逆折紙設計（要在深空展開望遠鏡，又不弄壞它的設計）之后才實現的。巴爾的摩的這支團隊的任務是科學、公眾傳播和品牌管理的綜合：既要讓受眾感到震撼，也要向政策制定者展現撥款花到哪些地方，并且讓科學界的其余成員放心（在漫長的等待后，我們可能終于企及宇宙中一些最為難以捉摸的秘密）。

這臺新望遠鏡有一個仍然在運作的前輩——哈勃空間望遠鏡。哈勃望遠鏡目前已有32歲，完全可以歸入千禧世代，它的故事凸顯了空間望遠鏡的風險有多大。哈勃望遠鏡的初次觀測圖像明顯地透露出，望遠鏡的鏡片有缺陷，這點使得美國國會惱怒，也使得項目成了一個大笑話。但在成功的維修后，哈勃望遠鏡項目的科學家繼續拍下令人驚掉下巴、像病毒一樣瘋狂傳播的星系和星云照片，譬如激勵無數人從事科學生涯的那幅《創生之柱》（Pillars of Creation）。

但韋布空間望遠鏡與它完全不同，它性能獨特而先進，就連見多識廣的天文學家都不知該預期它會產生怎樣的圖像。很大一部分原因是，韋布空間望遠鏡在紅外波長下運作。在這些人類肉眼無法看見的波長下，哈勃望遠鏡觀察到，貌似結實的云團分解為卷云，遙遠的星系變得更亮，新的細節從黑暗中顯現，瀕死恒星最后噴出的有機分子的光照得太空本身發紅。

單單展出這些圖像就需要獨特的調色板和風格。美國宇航局（NASA）希望在韋布空間望遠鏡上線的六周內開始推出第一批圖像。盡管連續幾周凝視深邃的宇宙壯麗景象會有額外好處，但事實證明，圍繞該項目的這份工作十分孤獨。

譬如說，六月初的時候，領導這支先期公布團隊的天文學家克勞斯·蓬托皮丹（Klaus Pontoppidan）是第一個下載新望遠鏡完整“深空”景象的人類。和人類運用過的任何儀器相比，這次對遙遠星系的探測觀察更加遠地望向時間的起點和太空的邊沿。蓬托皮丹說：“我坐在位子上，注視著圖像，看了整整兩小時，非常想和別人分享，但我不能那么做?！?/p>

太空探索從來都不只是關于太空而已。故事也很重要。這些故事常常由圖像來講述，無論是一張印在報紙頭版上的照片，還是搶眼的直播節目，抑或奈飛（Net fl ix）特別節目，都一樣。這個傳統至少能追溯到20世紀60年代，當時擔任NASA局長的詹姆斯·韋布（James Webb）采納利用藝術和視覺傳達來證明阿波羅計劃的正當性。

“他實際上來自國務院，他在那兒十分熟悉瞄準 ‘情感和理智’ 的宣傳運動?！蹦霞永Ｄ醽喆髮W的科學史專家洛伊絲·羅松（Lois Rosson）說道。韋布擔任美國國務院副國務卿時，國務院發起了一場針對同性戀雇員的肅清運動，這促使不少團體呼吁NASA為韋布空間望遠鏡重新取名，但這項呼吁未受到有關部門的重視。

羅松說，在阿波羅計劃的年代，NASA大肆宣傳宇航員本身和宇航員拍下的照片，令其充斥公眾領域。1968年的圣誕前夜，阿波羅8號的機組人員抓拍到一張著名的照片《地球升起》，它成為早期環境運動的試金石，揭示了我們的世界只是月球上空的一個脆弱的藍色新月狀星球。僅僅數日后，《時代》周刊和《生活》雜志將這張照片配上詩歌一同刊登，當美國郵政署將照片印到郵票上時，配上一句相應的引文，也就是《創世記》的頭幾個字。阿波羅8號的美國宇航員環繞月球飛行時，就向地球上的聽眾們念了《創世記》的片段。

空間望遠鏡科學研究所的安保人員看著韋布望遠鏡的觀測成果直播

阿波羅項目失去資金后的數十年里，從NASA任務中出現了一種新的視覺文化，該文化與位于加州的噴氣推進實驗室和一批親近好萊塢的科學家（如卡爾·薩根）密不可分。他們宣揚一種漫游太空的全新理由，即為了滿足知識上的好奇心，而不只是為了擊敗蘇聯人。新的媒體和政客被邀請到慶?；顒由?，目睹人們熱切地期待能一窺其他行星。這個時期正值數碼影像的開端，執行旅行者號飛行器之類任務的工程師常常試驗整合多波長數據成為擁有超級鮮艷色彩的畫面。斯坦福大學的視覺文化歷史學者伊麗莎白·凱斯勒（Elizabeth Kessler）說：“它們看上去像搏動、變換、變形、致幻的色彩。”

1968年阿波羅8號任務中拍攝的《地球升起》

2009年，宇航員在太空漫步，維修和調整哈勃空間望遠鏡

下一次飛躍伴隨著20世紀90年代中期的哈勃望遠鏡出現。哈勃空間望遠鏡有著一系列的創新：維修好的望遠鏡本身有著史無前例的鷹眼視覺，在數字處理方面有快得多的工具，還有初生的互聯網發送令人難忘的圖片，烙印在全球各地民眾的視網膜上。

太空沒有方向可言，但哈勃空間望遠鏡拍下的許多最為出名的照片將貌似結實的表面置于相框底部，呈現模糊的地質結構上升的景象和上方的空曠地平線。凱斯勒博士主張，這種視覺風格沿用一種明顯的、深植于美國人集體心理的美國式圖像語言。想想19世紀美國西部邊疆測勘中的圖畫、安塞爾·亞當斯（Ansel Adams）的攝影作品、無數西部片中的背景景色——或者蘋果電腦的桌面背景中出現的約塞米蒂國家公園中的酋長巖。

類似地，處理哈勃數據的圖像處理員采用的調色板很快就支配了深空攝影的廣闊世界。這個系統至今依然廣泛應用，遵循一項叫作“彩色順序”的規則，該規則模仿我們的視覺系統感知短波長為藍色、較長波長為綠色、我們能看到的最長波長為紅色的方式。

哈勃的調色板將望遠鏡看見的某個波長與它在人類肉眼中顯示的顏色相匹配時，并不過分注意細節。譬如，在數字太空遠景中看上去像藍色的部分，假如你是從一艘路過的太空船的觀察窗望過去的話，可能顯示為更貼近綠色。但這套彩色順序規則依然保持完整。圖像中最短的波長幾乎永遠渲染為藍色，最長的波長渲染為紅色，以此類推。結果得到的圖像是自然主義風格和用超人類感官可能見到的景象之間的平衡——相當逼真，但在炙熱的等離子體、較冷的星際云方面，呈現的信息更為豐富。

韋布望遠鏡任務和哈勃望遠鏡任務的控制中心同樣都在美國約翰霍普金斯大學內的一座土褐色辦公樓里，延續了相同的血脈，尤其是在“彩色順序”規則的運用上。采用這個規則后，能從人類肉眼永遠無法看見的紅外波長中提取出合情合理的色彩信息。然而，在為宇宙上色之前，天文學家首先得要構想好，史上最為強大的“眼睛”初次睜開后做些什么。

2016年，來自空間望遠鏡科學研究所、NASA、歐洲和加拿大航天機構的代表匯聚一堂，開始選擇韋布望遠鏡的第一個演示觀測目標。代表們在一個個符合望遠鏡科學目標的選項框內打上記號：比既往深空更加深的視野，在真空中像水母一樣脈動的星系，伴隨系外行星的恒星，船底座星云之類的恒星形成區域，諸如此類。最終，這個遴選過程提名了大約70個可能的觀測目標。

哈勃望遠鏡拍攝到的星系團SMACS 0723（左）。天文學家埃斯皮諾薩在韋布望遠鏡拍下的同一個星系團（右），被稱為韋布望遠鏡的第一張深空紅外圖像

韋布空間望遠鏡開始運作后，代表們將這份名單削減到韋布望遠鏡在6周的限期內所能對準的區域。

接著在6月初，最早的觀測結果開始如涓涓細流一般傳送到蓬托皮丹博士的電腦里，在這個保密階段，他擁有唯一一個被授權獲取數據的韋布望遠鏡用戶帳號。團隊以數字方式整合原始幀為更深邃、更光亮的曝光圖像，再交給圖像處理員進行色彩渲染。

“我感到震撼極了，”首席圖像處理員喬·德帕斯奎爾（Joe Depasquale）如此說道，形容他見到形成恒星的星云場面后的感覺，“這會震撼到許多人的頭腦?！?/p>

他說，一些視覺特征早已出現。韋布望遠鏡得到的圖像中的恒星有六星芒，不像大多數太空攝影中常見的四星芒。這個現象的出現是因為入射光子進入望遠鏡，再被六邊形鏡子匯聚起來。

天文學家埃斯皮諾薩在向科學家做介紹

在特定波長下，原本看上去彌散的星際云似乎擁有類似肥皂泡的堅固表面，這些星際氣體的表層從附近恒星吸收紫外線，再以紅外輻射的形式將其照回太空。

在中紅外波長下，由于恒星衰老產生被稱為“多環芳香烴”的發光分子，使得太空本身看起來像燃燒一般，色彩再度變得混亂?！拔覀冏罱K擁有了迷幻的紫色云團?！钡屡了箍鼱栒f。

韋布空間望遠鏡拍下的照片中，會有哪張像阿波羅機組人員拍下的照片那樣載入史冊嗎？或者像哈勃望遠鏡拍下的照片那樣被貼在科學課教室墻上，被導演特倫斯·馬利克（Terrence Malick）和《雷神索爾》系列電影模仿？我們終會見其分曉。但就目前而言，至少“水龍頭”已經打開，宇宙的景象正在不斷涌入。

在6月初的會議上，與會者聚精會神看了半小時的船底座星云圖像后，轉移注意力，注視起另一幅觀測圖像。空間望遠鏡科學研究所的天文學家內斯特·埃斯皮諾薩（Nestor Espinoza）炫耀起一張新鮮圖片，一顆氣態巨行星不只是在一顆恒星前面掠過，而且是在一個太陽黑子前面掠過。

莫羅-馬丁博士覺得她可能看到了一幅模擬圖，于是問道：“這張圖是真的嗎？”埃斯皮諾薩博士證實了這是一張真實的照片，莫羅-馬丁博士驚訝地喘氣，會議室里再度爆發出一陣咯咯的笑聲。

資料來源The New York Times