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标题: 行星的颜色是真实的吗？为什么要用假色？ [打印本页]

作者: 马赛克的忧伤 时间: 2022-8-26 16:39
标题: 行星的颜色是真实的吗？为什么要用假色？
现在，我们风俗于看到航天器发回的行星的照片。有些图片看起来色彩缤纷，有些则不那么丰富多彩。但它们是否体现了每个行星的真实面目？

对此的简短回复是“偶尔”，由于有些行星确实非常丰富多彩。其他的则由险些完全灰色的岩石外貌浮出水面，假如您碰到这些看起来色彩缤纷的照片，则可以非常确定该图像已被以某种方式使用。通常，这是一种夸大玄妙差异的方法，人类的眼睛在没有资助的环境下不善于看到这些差异。----总之，它可以使得一些元素含量或别的的差异更显着，便于研究，大概更美。

木星及其卫星埃欧看起来确实像NASA朱诺探测器的最新图像中所做的那样。图源NASA/JPL
任何使用智能手机照相的人都大概偶尔发现了各种夸大或淡化颜色的选项。类似的技能通常用于处置处罚航天器发回的图像，险些总是夸大颜色而不是使其更加精确。

但是航天器上的相机很少能像人眼一样看到颜色。比方，赤色，绿色和蓝色分量通常单独纪录，作为三个单独的优劣图像传输到地球，并仅出于体现目标以彩色组合。颜色的出现方式肯定至少与你的眼睛感知同一观点的方式有玄妙的差异。

更紧张的是，图像上的颜色不愿定与原始颜色相对应，纵然没有试图夸大它们。原则上，航天器相机可以纪录光谱的任何部分。当此中一个通道超出可见范围时，比方在紫外线下，我们仍然必须使用赤色，绿色或蓝色来体现它。这意味着效果图片是“假色”，然后大概会进一步夸大。

巨型行星

众所周知，木星有一个“大红斑”，一个巨大的椭圆形风暴体系。固然木星云层中其他地方更玄妙的颜色大概重要是由于云顶是通过差异深度的透明大气层看到的，但斑点本身的云层被一种未知的污染物染成赤色。候选物包罗磷、硫化合物和复杂的有机分子。

木星的自然色大红斑，由NASA的伽利略轨道飞行器提供 - 图片泉源：NASA / JPL / 康奈尔大学
木星对猛烈色彩的倾向与它最内层的大卫星埃欧（Io）共享。在这里，频仍的爆炸性火山喷发用硫磺和二氧化硫洒在地面上 - 使地球看起来像一个黄色的比萨饼，散落着玄色的“橄榄”，实际上是熔岩的斑块，这些熔岩太奇怪了，还没有发现黄色的污渍。

左：自然色的埃欧。右：欧罗巴，用浮夸的假色来夸大“干净”冰（蓝白）和“肮脏”冰（红棕）之间的区别。图源NASA
相比之下，下一个卫星欧罗巴的外貌由冰冻的水制成。这是猛烈的反射，使它豁亮，但不是很丰富多彩。您大概会碰到的大多数欧罗巴彩色图像都以浮夸和卖弄的颜色出现。
土星比木星有更柔和的颜色，只管有类似的大气层。它的自然色只是含糊的黄色 - 你看到的任何看起来颜色猛烈的图片要么是假色，要么是浮夸的颜色。

土星，卡西尼号轨道飞行器拍摄。这是使用三个红外波长纪录的假彩色图像，体现热发射模式而不是反射太阳光。图源NASA/JPL

天王星和海王星也被一个非常深的大气层所隐蔽。在我们看来，天王星看起来自然是绿色的，海王星是蓝色的，由于它们凝聚的甲烷云的顶部是通过一层很深的甲烷气体看到的，这些甲烷气体过滤掉了阳光的赤色身分，以是只有绿蓝色的光才气到达云层并返回。固然没有太多的颜色变革;最高的云看起来是白色的，但其他地方都是蓝色或绿色的。

NASA的观光者2号对海王星的自然色彩视图。图片泉源：NASA/JPL
天王星的两个假彩色视图，第一个使用3个波长的近红外光，第二个使用可见光。图片泉源：Lawrence Sromovsky，威斯康星大学麦迪逊分校/W.W.凯克天文台

岩石行星

火星被适当地称为“赤色星球”。其岩石和尘土中的铁在很洪流平上已经酿成了氧化铁或铁锈。因此，假如你在天空中看到火星，它对肉眼来说看起来是赤色的，从轨道上看它是赤色的，而在地面上的周游者看到它看起来是赤色的。这里的争论是，是要渲染颜色，照旧像它们“真正”看起来一样，大概假如光线的质量与地球上雷同，它们会看起来那样。

好奇号火星车的火星外貌雷同视图的三个版本。左：未处置处罚。中：更靠近人眼看到的颜色。右图：在类似地球的照明条件下，它的外貌（注意天空的颜色变革）。图源NASA/JPL

金星被耀眼的白云所包围，只有少数苏联着陆者访问过金星外貌。稠密的云层只允许暗淡的赤色光芒到达地面，以是到处都是橙色的。但岩石本身实际上是一种单调的灰色熔岩。

金星13号着陆器拍摄。顶视图是自然色，下视图是与地球上雷同的阳光下的外貌。图源NASA
水星是一个没有氛围的天下，由单调的深灰色岩石制成，只有一丝发红。它只反射了约莫7%的阳光落在它身上，这只比煤略多一点，但它比地球离太阳近三倍，纵然不调解图像亮度，猛烈的阳光也会使它看起来非常豁亮。然而，为了梳理出匿伏在水星景观特性中的颜色变革，通常的做法是使用假色，根本上可以加强非常玄妙的自然色差，直到它们显着为止。

水星的夸大假色渲染，由NASA的MESSENGER轨道飞行器（NASA/JHUAP{L/CIW）成像
不要以为这是作弊。它显现了一个关于天下的原形，假如你的眼睛和大脑在那里进化，你将可以或许看到，以最大限度地使用可用信息。

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