流言：天文照片其實本來是黑白的，主要還是靠藝術家審美高，上了色才漂亮。
真相：的確有很多天文照片都需要上色，但這個上色過程本身也是科學嚴謹的，是科學家和藝術家共同努力的結果。
圖片拼完疊完，還不夠，上顏色也是很重要的。因為各種探測器和太空望遠鏡拍到的照片，其實原圖是黑白的，如果要看彩照，就要後期上色。
那為什麼照片原圖是黑白的呢？這不是因為技術落後，能採集到的資訊貧乏，事實正好相反，是因為資訊量太大了。因為電磁波譜十分寬廣，而人眼和大腦能認知的色彩十分有限。超出可見光波段的，一概“伸手不見五指呀”。儀器在可見光以外的波段拍到的影象，該稱之為什麼顏色呢？
所以，探測器乾脆只用明暗來表達它看到的東西，附上波長資訊，打個包丟給人類：“喏，這張是微波波段的，這張是紅外波段的，這是紅光區的，這是綠光區的，藍光區的，紫外波段的，X射線波段的，都是黑白片兒，你自己慢慢看吧，只要能分清楚就行。”
那上色的時候要怎麼上呢？在天文照片裡，每個畫素的顏色都要有根據，可不像過去影樓裡處理老照片那樣，抹個紅臉蛋，塗個紅嘴唇就完事了。
上色的時候，要推敲三個問題：真實嗎？科學嗎？漂亮嗎？三個問題的答案，分別對應一種上色方法，並且有（jīng）時（cháng）會衝突，下面具體講講。
如果照片本來就是在可見光波段拍攝的，上色就十分簡單。太陽系各大行星和周邊衛星的彩照大多如此，只要把藍綠紅三原色各自對應的黑白片挑出來，各自渲染成藍綠紅三色，再一疊加，一張“跟真的一樣”的彩照就出來了。這種可見光波段的上色，叫做“自然色”。
土星，2013年7月19日，“卡西尼號”拍攝。圖源NASA
可見光以外，就得用物理+哲學的思路。比如，下面這個太陽極紫外影象四聯張，是在17.1nm、19.5nm、28.4nm、30.4nm等波段分別拍攝的太陽。紫外線原本談不上顏色，但為了快速辨認這些波段，我們不妨按照可見光的波長順序，從藍到紅為它們賦色。這個色彩順序符合電磁物理，所以非常易懂易記，而且，相當美麗！
太陽極紫外影象，2021年12月31日，SOHO拍攝。圖源NASA
真實嗎？科學嗎？漂亮嗎？當後兩個答案完勝時，就可以拿來挑戰第一個問題：就算我們覺得不真實，那也是因為我們眼界太窄，頻寬不夠……
換句話說，人類不惜代價把那麼多儀器送上天，是為了科學研究，而不是觀光遊覽。可見光的狹隘色彩，在整個電磁波譜裡，是沒有意義的。只要能表達科學資訊，就可以拋開天體的可見光色，對它賦予完全不同的色彩。這時，我們給照片上的是“代表色”。
還拿“創世之柱”為例，它的原圖，本來是3個波段的黑白照片。
其中，左圖是氧的502nm藍綠色輝光，中圖是氫和氮的657nm紅色輝光，右圖是硫的673nm深紅色輝光，分別用相應波長的濾鏡獲得。之所以檢測這些波長，是因為這些元素是構成天體的重要成分。
那麼問題來了，一個藍綠色和兩個紅色疊加配色，結果會是怎樣？
結果就是這個樣子，它也許更接近天體的真實模樣，但這樣真實的一片血紅，在科學層面上，卻沒有資訊量。
天文學家們追求的，是一目瞭然。前面說過，為了傳遞科學資訊，我們可以拋棄天體的“本色”。這樣，我們把波長最短的氧定義為藍，把氫+氮定義為綠，把波長最長的硫定義為紅（硫：我本來就紅……），再做一次圖片，忽然就感動得想哭有沒有？！（前文說過，哈勃2009年升級了相機，於是右上角缺的那一塊就給補上了 ）
“創世之柱”，2014年10月29日，“哈勃”望遠鏡拍攝。圖源NASA
不但圖片的色彩更加繽紛絢爛，它也方便傳遞科學資訊。我們知道藍綠紅三原色和各元素的對應關係之後，就能直接解讀“創世之柱”的各部位的元素分佈狀況，比“真實”的“血肉之柱”要輕鬆多了。
還有一些上色法，既不真實，也不是為了科學。比如下圖的NGC1850，它背後的星雲本來發射著氫α線的紅光。如果按紅色來染，並不妨礙科學表達，但修圖師很任性，就是樂意用藍色來表達。這種調和有個人審美品味的，叫做“增強色”。
NGC1850，2001年7月10日，“哈勃”望遠鏡拍攝。圖源NASA
回顧一下，上色三拷問：
真實嗎？如果真實，我們把它叫做“自然色”。
科學嗎？如果科學，我們把它叫做“代表色”。
漂亮嗎？如果漂亮，我們把它叫做“增強色”。
總結一下，為了獲得一張美貌與科學並重，藝術與真實兼備的天文照片，往往要在天文學家和藝術家共同的努力下，經過拼圖、疊圖、上色幾大步驟，才能完成。
這裡還要再補充一下，有些很美的圖片，比如第三視角看到的探測器接近行星，或者群星紛飛的超光速旅行情景，這些都是藝術家們創作的概念圖，並不是天文照片。
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