星迹

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尼泊尔喜马拉雅山脉的北天星迹，显示恒星绕北天极旋转的视运动情形，其中天极左上方的亮星即为勾陈一（目前的北极星）。
从智利阿他加马沙漠拍摄的南天星迹，可见南天球不像北天球有明亮的极星。

星迹（英语：Star trail），亦称星轨或星流迹，是指一种经由长时间曝光以拍摄夜空中星体视运动的影像。在星迹照片中，单个的恒星显示为一条亮痕，曝光时间越长，亮痕越长。典型的星迹曝光时间从15分钟到数小时不等，这要求相机的B门要比平常打开时间长许多。

专业天文学家常用星迹来评判大型望远镜观测地点的品质。

星迹拍摄[编辑]

从法国诺曼第大区拉哈格灯塔（La Hague Lighthouse）附近拍摄的拱极星星迹，总曝光时间为2小时5分钟。

一般来说，拍摄星迹只需把装设在三脚架上的相机镜头对准晴朗的夜空，同时保持快门长时间打开，便可拍摄到星迹的影像。[1]因此对与业余天文摄影者来说，星迹的拍摄是相对简单的。[2] 摄影者一般只需将单反相机的镜头焦点设为无限远，并使用线缆开关控制快门以打到期望的曝光时间。典型的曝光时间为15分钟乃至数小时。[3] 尽管星迹照片是在光线不足的条件下摄得的，但因为其较长的曝光时间，使得快速胶片也可以使用，如ISO200和ISO 400。[2] 光圈设定推荐在f/5.6-f/4之间。 [4][1]

由于拍摄星迹的曝光时间可达数小时之久，相机电池很容易耗尽。因此采用无需电力开关快门的机械相机则比现代的胶片和数码相机要有优势。在这些相机中，B门的曝光设置用于保持快门打开。[5]数码相机的另一个问题是，随着曝光时间的增长，杂讯会愈来愈多[1]。因此随著现今影像后期处理技术的进步，许多人开始以叠图取代以往一曝到底的方式，即总曝光时间不变，但改为拍摄连续且曝光时间较短（约10至30秒）的影像。这种做法产生的杂讯较少，且较没有画面曝光过少或过多的问题，加上若该批影像中有状况不理想的照片（如突然遭遇强光源而致曝光过量）也能直接将其移除，大大提高最终影像的成功率，因此现今已被大部份数位相机摄影者采用。

美国宇航员唐纳德·皮迪特（英语：Donald Pettit）在2012年4月和6月从地球轨道上的国际空间站用数码相机拍摄了一些星迹的照片。皮迪特这样形容他的装备：“我拍摄的星迹照片曝光时间大约在10到15分钟。然而使用现代数码相机，30秒的曝光已经是极限，因为电子噪音已经把图像淹没。为了达到更长的曝光，我和许多业余天文学家一样，拍摄许多曝光30秒的照片，然后用图形软件进行叠加来生成更长时间的曝光”。[6]

地球的旋转[编辑]

从国际太空站上拍摄的星迹，总曝光时间约25分钟。此期间太空站由南太平洋向北跨越赤道前往北半球，因此呈现的星轨近乎垂直地平线。同理，地球上赤道及附近地区也能拍摄到垂直的星迹。

星迹是由于地球绕地轴旋转而产生，恒星的视运动被胶片或仪器记录下来。[1] 对于北半球的观测者来说，相机镜头对着北方会在照片上产生一系列围绕北极点（距离北极星非常近）的同心圆。[2]而对于南半球的观测者来说正好相反。若将相机对准正东或正西方向则会记录到一系列与地平线呈角度的直线。角度的大小取决于拍摄者所在的纬度。[1]

天文地点测试[编辑]

ESO 3.6米望远镜上空的星迹。[7]

天文学家可以通过星迹来判断望远镜天文台选址的质量。北极星的星迹观测可以用于检测大气视宁度及望远镜支架系统的振动。[8]该方法由E.S. Skinner在1931年所著的天空摄影手册（A Manual of Celestial Photography）一书中首次提出。[9]

参考资料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Malin, David. Night-Time and Twilight Photography.. Michael R. Peres (编). Focal Encyclopedia of Photography: Digital Imaging, Theory and Applications, History, and Science. 4. Amsterdam: Elsevier: 577–580. 2007. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Landolfi, Larry. Come-as-you-are Astrophotography. Astronomy. 1996-02, 24 (2): 74–79. 
  3. ^ Burian, Peter K.; Caputo, Robert. A world of subjects: evening and night. Kevin Mulroy (编). National Geographic photographic field guide: secrets to making great pictures 2. Washington, D.C.: National Geographic. 1999: 276 [2011-11-16]. ISBN 079225676X. 
  4. ^ Manning, Jack. Shooting pictures that the eye cannot see. The New York Times. 1981-04-05: ARTS 38. 
  5. ^ Frost, Lee. The sky at night. The Complete Guide to Night & Low-Light Photography. New York, New York: Amphoto Books. 2000: 156–157. ISBN 0817450416. 
  6. ^ NASA Johnson Space Center. ISS Star Trails. NASA JSC Photo Sets on Flickr.com. May–June 2012 [2013-04-04]. （原始内容存档于2021-03-16）. 
  7. ^ Venus Transit Seen Reflected from the Moon. ESO Announcement. [14 December 2012]. （原始内容存档于2017-07-03）. 
  8. ^ Harlan, E.A.; Merle F. Walker. A Star-Trail Telescope for Astronomical Site-Testing. Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 1965-08, 77 (457): 246–252. doi:10.1086/128210. 
  9. ^ King, Edward Skinner. A Manual of Celestial Photography. Boston, Massachusetts: Eastern Science Supply Co. 1931: 37 [2013-04-04]. （原始内容存档于2014-01-05）. 

外部链接[编辑]

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