挑选宇宙中最佳天文图片的孤独工作

编译 高斯寒

位于巴尔的摩的空间望远镜科学研究所举办的活动展示了詹姆斯·韦布空间望远镜拍下的第一批图像

2022年6月，各路专家在巴尔的摩汇聚一堂，从詹姆斯·韦布空间望远镜拍下的照片选出若干与公众分享。拣选照片可不容易。投影仪投射出的照片亮起后，几秒钟过去，只响起一声轻轻的“哇噢”，每个人都还在处理刚刚接收到的信息。

接着，人群中爆发出更多声的“哇噢”，大家彼此交谈，发出欢笑。两位天文学家阿马亚·莫罗-马丁（Amaya Moro-Martin）和卡尔·戈登（Karl Gordon）突然离开座椅，凑近幕布上的太空奇景——“这是喷流！到处都是喷流！”——他们对从星云中诞生的新恒星如梦如幻的壮丽景象感到兴奋不已。

屏幕画面不断放大，像一块突出的海岬，有数光年之长，凸现出来。

“我的天啊。”有人惊叹道。

“欢迎入伙。”其他人回应道。

星期二上午，科学家对外公布了这张船底座星云的图像和韦布空间望远镜取得的其他最新观测成果。但是，在另一个星期二上午，这些照片早已初次露面。那是在6月时，位于巴尔的摩的空间望远镜科学研究所里，一支小团队攥着咖啡杯，围坐在一张会议桌旁，进行晨会，将人类最新和最精良的“眼睛”所能看见的景象进行处理，重新包装，供大众消费。团队成员在一开始就已经签署了保密协定，确保不会提前泄露。

似乎没人知道如何形容这张图像。就算对于天文学家而言，这张图像也有些地方挺陌生。“这处小小的拱形结构——我不理解。”戈登博士手指着说道。也许他们可以称之为“香蕉”或“拐杖糖”。那么其余的部分呢？是超脱尘世的风景，是星空下的“纪念碑谷”。

在六周的时间内，这支由天文学家、新闻官和科技传播者构成的团队与时间竞争，为2021年圣诞节发射升空、价值100亿美元的韦布空间望远镜汇编出一份早期亮点剪辑。其中包括许多首次见到的画面，打算让大众提前领略下这个比整个漫威电影宇宙更昂贵的太空任务的终极承诺。

空间望远镜科学研究所的天文学家莫罗-马丁

空间望远镜科学研究所的天文学家戈登

在发布图片前一天的晚上，美国总统拜登在白宫召开了新闻发布会，他在活动的最后进一步加码，说：“这些图片将会提醒全世界，美国能做出了不起的事情。”

即使是达到这一步，也是经历了数十年的筹划、计划取消的威胁、一次次的拖延、全球疫情和令人苦恼的逆折纸设计（要在深空展开望远镜，又不弄坏它的设计）之后才实现的。巴尔的摩的这支团队的任务是科学、公众传播和品牌管理的综合：既要让受众感到震撼，也要向政策制定者展现拨款花到哪些地方，并且让科学界的其余成员放心（在漫长的等待后，我们可能终于企及宇宙中一些最为难以捉摸的秘密）。

这台新望远镜有一个仍然在运作的前辈——哈勃空间望远镜。哈勃望远镜目前已有32岁，完全可以归入千禧世代，它的故事凸显了空间望远镜的风险有多大。哈勃望远镜的初次观测图像明显地透露出，望远镜的镜片有缺陷，这点使得美国国会恼怒，也使得项目成了一个大笑话。但在成功的维修后，哈勃望远镜项目的科学家继续拍下令人惊掉下巴、像病毒一样疯狂传播的星系和星云照片，譬如激励无数人从事科学生涯的那幅《创生之柱》（Pillars of Creation）。

但韦布空间望远镜与它完全不同，它性能独特而先进，就连见多识广的天文学家都不知该预期它会产生怎样的图像。很大一部分原因是，韦布空间望远镜在红外波长下运作。在这些人类肉眼无法看见的波长下，哈勃望远镜观察到，貌似结实的云团分解为卷云，遥远的星系变得更亮，新的细节从黑暗中显现，濒死恒星最后喷出的有机分子的光照得太空本身发红。

单单展出这些图像就需要独特的调色板和风格。美国宇航局（NASA）希望在韦布空间望远镜上线的六周内开始推出第一批图像。尽管连续几周凝视深邃的宇宙壮丽景象会有额外好处，但事实证明，围绕该项目的这份工作十分孤独。

譬如说，六月初的时候，领导这支先期公布团队的天文学家克劳斯·蓬托皮丹（Klaus Pontoppidan）是第一个下载新望远镜完整“深空”景象的人类。和人类运用过的任何仪器相比，这次对遥远星系的探测观察更加远地望向时间的起点和太空的边沿。蓬托皮丹说：“我坐在位子上，注视着图像，看了整整两小时，非常想和别人分享，但我不能那么做。”

太空探索从来都不只是关于太空而已。故事也很重要。这些故事常常由图像来讲述，无论是一张印在报纸头版上的照片，还是抢眼的直播节目，抑或奈飞（Net fl ix）特别节目，都一样。这个传统至少能追溯到20世纪60年代，当时担任NASA局长的詹姆斯·韦布（James Webb）采纳利用艺术和视觉传达来证明阿波罗计划的正当性。

“他实际上来自国务院，他在那儿十分熟悉瞄准 ‘情感和理智’ 的宣传运动。”南加利福尼亚大学的科学史专家洛伊丝·罗松（Lois Rosson）说道。韦布担任美国国务院副国务卿时，国务院发起了一场针对同性恋雇员的肃清运动，这促使不少团体呼吁NASA为韦布空间望远镜重新取名，但这项呼吁未受到有关部门的重视。

罗松说，在阿波罗计划的年代，NASA大肆宣传宇航员本身和宇航员拍下的照片，令其充斥公众领域。1968年的圣诞前夜，阿波罗8号的机组人员抓拍到一张著名的照片《地球升起》，它成为早期环境运动的试金石，揭示了我们的世界只是月球上空的一个脆弱的蓝色新月状星球。仅仅数日后，《时代》周刊和《生活》杂志将这张照片配上诗歌一同刊登，当美国邮政署将照片印到邮票上时，配上一句相应的引文，也就是《创世记》的头几个字。阿波罗8号的美国宇航员环绕月球飞行时，就向地球上的听众们念了《创世记》的片段。

空间望远镜科学研究所的安保人员看着韦布望远镜的观测成果直播

阿波罗项目失去资金后的数十年里，从NASA任务中出现了一种新的视觉文化，该文化与位于加州的喷气推进实验室和一批亲近好莱坞的科学家（如卡尔·萨根）密不可分。他们宣扬一种漫游太空的全新理由，即为了满足知识上的好奇心，而不只是为了击败苏联人。新的媒体和政客被邀请到庆祝活动上，目睹人们热切地期待能一窥其他行星。这个时期正值数码影像的开端，执行旅行者号飞行器之类任务的工程师常常试验整合多波长数据成为拥有超级鲜艳色彩的画面。斯坦福大学的视觉文化历史学者伊丽莎白·凯斯勒（Elizabeth Kessler）说：“它们看上去像搏动、变换、变形、致幻的色彩。”

1968年阿波罗8号任务中拍摄的《地球升起》

2009年，宇航员在太空漫步，维修和调整哈勃空间望远镜

下一次飞跃伴随着20世纪90年代中期的哈勃望远镜出现。哈勃空间望远镜有着一系列的创新：维修好的望远镜本身有着史无前例的鹰眼视觉，在数字处理方面有快得多的工具，还有初生的互联网发送令人难忘的图片，烙印在全球各地民众的视网膜上。

太空没有方向可言，但哈勃空间望远镜拍下的许多最为出名的照片将貌似结实的表面置于相框底部，呈现模糊的地质结构上升的景象和上方的空旷地平线。凯斯勒博士主张，这种视觉风格沿用一种明显的、深植于美国人集体心理的美国式图像语言。想想19世纪美国西部边疆测勘中的图画、安塞尔·亚当斯（Ansel Adams）的摄影作品、无数西部片中的背景景色——或者苹果电脑的桌面背景中出现的约塞米蒂国家公园中的酋长岩。

类似地，处理哈勃数据的图像处理员采用的调色板很快就支配了深空摄影的广阔世界。这个系统至今依然广泛应用，遵循一项叫作“彩色顺序”的规则，该规则模仿我们的视觉系统感知短波长为蓝色、较长波长为绿色、我们能看到的最长波长为红色的方式。

哈勃的调色板将望远镜看见的某个波长与它在人类肉眼中显示的颜色相匹配时，并不过分注意细节。譬如，在数字太空远景中看上去像蓝色的部分，假如你是从一艘路过的太空船的观察窗望过去的话，可能显示为更贴近绿色。但这套彩色顺序规则依然保持完整。图像中最短的波长几乎永远渲染为蓝色，最长的波长渲染为红色，以此类推。结果得到的图像是自然主义风格和用超人类感官可能见到的景象之间的平衡——相当逼真，但在炙热的等离子体、较冷的星际云方面，呈现的信息更为丰富。

韦布望远镜任务和哈勃望远镜任务的控制中心同样都在美国约翰霍普金斯大学内的一座土褐色办公楼里，延续了相同的血脉，尤其是在“彩色顺序”规则的运用上。采用这个规则后，能从人类肉眼永远无法看见的红外波长中提取出合情合理的色彩信息。然而，在为宇宙上色之前，天文学家首先得要构想好，史上最为强大的“眼睛”初次睁开后做些什么。

2016年，来自空间望远镜科学研究所、NASA、欧洲和加拿大航天机构的代表汇聚一堂，开始选择韦布望远镜的第一个演示观测目标。代表们在一个个符合望远镜科学目标的选项框内打上记号：比既往深空更加深的视野，在真空中像水母一样脉动的星系，伴随系外行星的恒星，船底座星云之类的恒星形成区域，诸如此类。最终，这个遴选过程提名了大约70个可能的观测目标。

哈勃望远镜拍摄到的星系团SMACS 0723（左）。天文学家埃斯皮诺萨在韦布望远镜拍下的同一个星系团（右），被称为韦布望远镜的第一张深空红外图像

韦布空间望远镜开始运作后，代表们将这份名单削减到韦布望远镜在6周的限期内所能对准的区域。

接着在6月初，最早的观测结果开始如涓涓细流一般传送到蓬托皮丹博士的电脑里，在这个保密阶段，他拥有唯一一个被授权获取数据的韦布望远镜用户帐号。团队以数字方式整合原始帧为更深邃、更光亮的曝光图像，再交给图像处理员进行色彩渲染。

“我感到震撼极了，”首席图像处理员乔·德帕斯奎尔（Joe Depasquale）如此说道，形容他见到形成恒星的星云场面后的感觉，“这会震撼到许多人的头脑。”

他说，一些视觉特征早已出现。韦布望远镜得到的图像中的恒星有六星芒，不像大多数太空摄影中常见的四星芒。这个现象的出现是因为入射光子进入望远镜，再被六边形镜子汇聚起来。

天文学家埃斯皮诺萨在向科学家做介绍

在特定波长下，原本看上去弥散的星际云似乎拥有类似肥皂泡的坚固表面，这些星际气体的表层从附近恒星吸收紫外线，再以红外辐射的形式将其照回太空。

在中红外波长下，由于恒星衰老产生被称为“多环芳香烃”的发光分子，使得太空本身看起来像燃烧一般，色彩再度变得混乱。“我们最终拥有了迷幻的紫色云团。”德帕斯奎尔说。

韦布空间望远镜拍下的照片中，会有哪张像阿波罗机组人员拍下的照片那样载入史册吗？或者像哈勃望远镜拍下的照片那样被贴在科学课教室墙上，被导演特伦斯·马利克（Terrence Malick）和《雷神索尔》系列电影模仿？我们终会见其分晓。但就目前而言，至少“水龙头”已经打开，宇宙的景象正在不断涌入。

在6月初的会议上，与会者聚精会神看了半小时的船底座星云图像后，转移注意力，注视起另一幅观测图像。空间望远镜科学研究所的天文学家内斯特·埃斯皮诺萨（Nestor Espinoza）炫耀起一张新鲜图片，一颗气态巨行星不只是在一颗恒星前面掠过，而且是在一个太阳黑子前面掠过。

莫罗-马丁博士觉得她可能看到了一幅模拟图，于是问道：“这张图是真的吗？”埃斯皮诺萨博士证实了这是一张真实的照片，莫罗-马丁博士惊讶地喘气，会议室里再度爆发出一阵咯咯的笑声。

资料来源The New York Times