美国宇航局的科学太空照片背后的艺术

据The Verge报道，在詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）最早发布的图像中，船底座星云的惊人外观要归功于Alyssa Pagan。作为太空望远镜科学研究所的科学视觉开发人员，她是将韦伯拍摄的数据转化为不仅可见而且美丽的东西的处理人员之一。

Pagan称这项工作是数据、经过几十年科学研究建立起来的美学原则和主观品味之间的“合作”。这种合作是必要的，原因有很多，尤其是韦伯和被观测天体之间的巨大距离。为了看得更远，JWST使用了红外光谱。因为人们不能看到红外线，所以像Pagan这样的研究人员必须做出选择，如何将数据转化为可见的东西。通过了解这些选择，观众可以解码更多的信息，而不仅仅是美丽的图像本身。

例如，颜色是Pagan经常遇到的问题。JWST捕获了多次曝光的窄带数据，这意味着红外光谱中非常小的波长范围与特定元素的存在相关--氢、硫和氧的形式。然后根据一个叫做色度排序的原则对这些元素进行着色。较短的波长，如氧气，被分配给较短波长的颜色，如蓝色，等等。然后将这些颜色叠加在一起，形成图像的基础。

然而，由于氢和硫波段都与红色色调相关，氢通常被赋予一个较黄的过滤器，以便在最终产品中产生更清晰的细节。这就产生了"哈勃调色板"--之所以被称为"哈勃调色板"，是因为它是由早期的望远镜推广的。

这些图像有时被称为"假"颜色。但是，Pagan强调，这些颜色是真实数据的代表。有了正确的知识，科学家和普通人都可以像阅读地图一样阅读它们。例如，在韦伯的船底座星云图像中，很明显，下部的红色部分以氢气和硫磺为主，而上部的蓝色部分则以氧气为主。

在应用了这些基础颜色之后，事情就变成了 “品味的问题”，Pagan说。她可能会将整个调色板的光谱向上或向下移动，使蓝色看起来更像紫色，反之亦然。对比度可能会提高，就像在船底座星云的情况下，使互补的颜色变得突出。还有更多的客观变化，如清理任何人工制品，如望远镜产生的散射光，但在这一点上，两个处理器可能得出不同的图像。“我特别喜欢让事物感觉更加空灵和神奇，”Pagan说。“我的方法有一种异想天开的感觉--因为那是太空！”

唤起对空间图像的理性和情感反应的努力并不是全新的。视觉文化学者Elizabeth Kessler博士已经写了一本关于这些图像如何唤起崇高感的书--一种对超出人类理解的东西的敬畏感--部分是通过将它们与我们已经熟悉的图像联系起来。在《Picturing the Cosmos》一书中，她研究了哈勃团队的视觉开发人员是如何试图通过将它们与景观联系起来，使人们理解浩瀚的太空的。

这种做法在JWST中得到了延续。Kessler的书的封面图片是哈勃的船底座星云图片，JWST相当紧密地复制了它。在原图中，这幅图被描述为描绘了“山丘和山谷”。新的图像也被称为类似的术语，被NASA俗称为 “宇宙悬崖”。

不过，以这种方式呈现船底座星云，也是一个美学决定。在接受The Verge采访时，Kessler强调了剪裁和方向的决定。“（星云内）有许多区域，你可以展示恒星的诞生。但他们选择了这个区域，并以云的边缘创造出这个地平线的方式来构图，”她说。

值得注意的是，太空中没有“向上”，虽然从地面拍摄的图像通常以顶部的北方为方向，但北方对轨道望远镜来说没有任何意义。Kessler指出，图像的方向本来可以反过来，把尘埃云变成 “从你的屏幕上渗出来的东西”。相反，它是“宇宙的悬崖”，反映了一些熟悉的东西，而不是陌生的、可能令人反感的东西。