天文摄影师拍下人类坠入太阳图片,这是如何做到的?还能在什么位置跳跃可以实现?

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谢邀,来回答这个问题是因为这图是真滴好看!

在希腊神话中,伊卡洛斯和他的父亲代达罗斯一起被困在亲手建造的精巧绝伦的迷宫中,他们制作了巨大的翅膀从而得以逃出,但是伊卡洛斯没有听从他父亲的警告,因为飞得太高,炽热的阳光点燃了他的翅膀,最终落入海中而亡[1]。很多艺术家曾描述“伊卡洛斯的陨落”的故事,其中最著名的是老彼得·勃鲁盖尔的《伊卡洛斯坠海的风景》(Land­s­cape with the Fall of Icarus,约 1558)。(下图中右下角的两条大白腿就是伊卡洛斯 emmm)

Landscape with the Fall of Icarus - Brussels, Royal Museums of Fine Arts of Belgium - Google Arts & Culture

现在再回看这幅太阳摄影作品,就能懂作者为什么起这个名字了。

Image credit: Andrew McCarthy/cosmicbackground.io

有人可能觉得这是 p 的(其实 R2 第一眼也是这么想的),但是人家有视频证据,那么我们先从太阳讲起。

太阳的色球层

Image credit: Andrew McCarthy/cosmicbackground.io

为啥人家的太阳拍出来这么好看,表面上丰富的细丝、条纹结构,中心还有一些黑子,边沿闪烁着火舌,看起来真像一个“大火球”,我们平常看到的太阳却只是一个圆圆的亮斑。那是因为他们加了Ha 滤镜,拍到的是太阳的色球层

如果把太阳比作一个大火炉,我们平常用肉眼或普通望远镜只能看到它最外层“炉壁”——颜色偏黄白的光球层,温度大约 5500 ℃。再往外还有一层更热、更稀薄的“火焰”——色球层,温度从几千度陡升到上万度,氢原子在 656.3 nm 处跃迁,辐射出标志性的 Hα红色光。

下图是我们同学拿手机在天文学院的 40 mm 口径日珥镜的目镜后面拍的,Hα窄带滤波片只允许很窄波长的红光通过,大部分刺眼的阳光被挡掉,我们便可以方便且安全地看到太阳的色球层,跃出太阳边缘的火舌日珥,以及投影在太阳表面的暗条[2]

日珥镜下的色球层 / 图片来源 锅台闲置望远镜使用小组的 hss 同学

我们这个望远镜口径小,Andrew McCarthy 用的是 Explore Scientific(探索科学)品牌的折射望远镜,因为比较模糊,GPT 说猜测为 ED127 APO(127mm F/7.5),常用于太阳和深空摄影的中高端 APO 折射[3],加一个 Hα滤镜[4],接行星摄像头连电脑。人家的设备好,所以拍出来太阳的细节贼多。

Andrew McCarthy 的 ins 截图 @cosmic_background

这是怎么拍的?

望远镜有了,下面就是怎么把跳伞网红 Gabriel C. Brown 所在的小飞机和太阳对齐的问题。

Andrew 贴心的提供了他的计算过程,比如使用NOAA 的太阳位置计算器得到当天某一地点某一时刻太阳在天空中的 方位角 高度角

Gabriel C. Brown 的 ins 截图 @blackgryph0n

然后计算跳伞者或者飞机与地面望远镜的距离:

Gabriel C. Brown 的 ins 截图 @blackgryph0n

9:09:05.82 AM 是跳伞者在太阳前精确穿越的时间,查询该时刻太阳的高度角

,跳伞时的高度从飞行数据可知 3,504 英尺 = 1,068 米。

所以可以计算地面距离为

英尺或 2216 米。望远镜到跳伞者的距离是三角形的斜边,

英尺或 2459 米,这些数据是与外网媒体的数据[5]可以对上的。

所以反过来,如果想要让飞机经过太阳表面,需要在合适的地面距离上让飞机高度保持合适,然后让人跳下来。

Gabriel C. Brown 的 ins 截图 @blackgryph0n

经过数周的细致规划,他们的飞机仍尝试了六次才正确对准太阳。下图是他对准的效果,图中的圆形为屏幕上的太阳(但是强光下屏幕亮度低感觉),小飞机上面带着降落伞。如果你看到飞机和降落伞是倒着的就对了,因为天文望远镜很多时候都是成倒像的(如果你没有加额外的天顶镜什么的

Andrew McCarthy 的 ins 截图 @cosmic_background

太阳的视直径只有半度,而飞机距离相机 2460 米,这说明只要位置偏离大约 20 米[6]飞机就从视场里出去了。所以 McCarthy 说:“它的视野狭窄,所以需要多次尝试才能瞄准拍摄。”“我们只有一次跳伞机会,因为重新装填降落伞会花太长时间。”[5]

不过还好,他们最终对准了飞机和太阳,“伊卡洛斯”的一跃之后拍出了这张震撼的大片。McCarthy 说,这张新照片无疑是他职业生涯中拍摄的“前五名”之一[5]

各种震撼的凌日照

这位大佬拍过不少,以太阳为背景的凌日照,你甚至可以在他的个人网站上购买带画框版。。。这我当然就不贴链接了,又不给 R2 广告费。。。

但是可以 post 一些好看的

国际空间站从太阳黑子前经过 / Image credit: Andrew McCarthy/@cosmic_background
猎鹰 9 号穿过日面 / Image credit: Andrew McCarthy/@cosmic_background
长约 100 万英里的日冕物质抛射 / Image credit: Andrew McCarthy/@cosmic_background

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昨天,也就是 11 月 25 日中午,无人的神舟二十二号顺利发射, @我们的太空 微博上也公布了【神箭问天,与日月同辉】的震撼合影。

神箭发射神舟 22 号 / 图片来源 @我们的太空;摄影:酒泉卫星发射中心

需要注意的是,酒泉拍摄的太阳应该只是光球层,你能看到太阳脸上的黑子却看不到更多的细节,日珥、暗条那些是需要加 Hα镜拍出来才好看滴。

发射神舟二十一号时,长征 2F 穿过盈凸月,神箭的尾焰划过月面,现在再看到这张图依然会感到惊艳。

神箭发射神舟 21 号 / 图片来源 @我们的太空;摄影:@白龙_龙腾四海

总之好看好看~(贫乏的词汇


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本文发于 2025.11.24