特別情商:由中子星爆撞賣力演出之「雙波記」

特別情商:由中子星爆撞賣力演出之「雙波記」
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我們想讓你知道的是

這次觀察到的事件證明了:至少有一些短時間的伽馬射線暴是由中子星的相撞引發的。它提供了證據顯示潮汐力(tidal forces)將超密的天體撕裂開來,接續的爆炸產生了像金、鉑、和鈾這一類的重金屬。它甚至提供了新的方法來測量宇宙膨脹率。

作者:Andrew Grant
中文編譯:林中一教授

2017年8月17日的時候,重力波雷射干涉儀天文台(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, LIGO)和她的姊妹天文台Virgo都偵測到了一重力波。在信號消失不到兩秒鐘之內,費米伽馬射線太空望遠鏡(Fermi Gamma-Ray Space Telescope)確認了在南方天空發出的一道閃光。雖然那需要花好幾個小時才能完成查證,但兩個中子星發生爆撞的前後期都已經被研究者們看到了。

在接下來幾個星期的驗證期間,70座在太空和地面的望遠鏡收集了這一次伽馬射線暴(GRB)事件整個的電磁光譜數據。這個天文大事件發生的地點是在一百三十萬光年之外NGC4993銀河的長蛇座。在2017年10月16日刊出的50篇科學論文紀錄了這一次的發現,其蘊含的意義遠超過重力波天文學。

這次觀察到的事件證明了:至少有一些短時間的伽馬射線暴是由中子星的相撞引發的。它提供了證據顯示潮汐力(tidal forces)將超密的天體撕裂開來,接續的爆炸產生了像金、鉑、和鈾這一類的重金屬。它甚至提供了新的方法來測量宇宙膨脹率。也排除了一些對廣義相對論(也就是愛因斯坦的重力理論)的修正。總的來說,這個發現綱列了許多能訴求於重力波與電磁天文台合作解決的研究問題。

簽中大獎了

自從50年前美國的人造衛星在監看蘇聯的核子試爆時瞥見了一次之後,天文學家們就困惑於伽馬射線暴的來源是什麼。不過有一級主暴時間短於兩秒鐘的特殊的短伽馬射線暴,其來源就被認為是由中子星併合(neutron star merger)所引發的(參見《今日物理》(Physics Today)2005年11月號p.17)。

以往要將城市大小的球體之間的相撞與伽馬射線暴連繫在一起是不可能的,直到LIGO和Virgo出現之後,科學家們才能透過這些針對偵測重力輻射最佳化的設備,觀察到一個緊密雙星系統最後的陣痛。天文學家們並沒有找到LIGO最初的四個偵測中任何一個的電磁對手,而這些電磁輻射是來自據信會發射少量輻射的黑洞併合時放射出來的。

2017年8月17日偵測到的重力波信號立刻引起注意。LIGO位於路易斯安納州和華盛頓州的兩具偵測器在超過一分半鐘的時間裡記錄到了3,300個振盪,這個時間是LIGO先前的四次個別收錄時間的500倍。信號持續的時間和的形狀表現出了中子星們的軌道共舞。合併有2.7個太陽質量的這兩個中子星,最終不是合而為一個大的中子星,就是變成一個黑洞。

儘管LIGO偵測器所測量到的是強烈信號,但是座落在義大利的Virgo只記錄到微弱的光點。那個時候VIRGO天文台才剛開始運作了幾個星期(參見2017年9月27日線上《今日物理》文章「LIGO與Virgo搭檔觀察黑洞併合」”LIGO and Virgo team up to spot black hole merger”)。 研究者們很快的對這個觀測的差別有了結論,就是碰撞發生在VIRGO天文台的盲點,這也使得波源的位置被由190平方度(square degrees)窄縮到了28。而費米太空望遠鏡的伽馬射線暴監視器的1100平方度的監控範圍則剛好涵蓋了目標區(請見圖1)。在位置與時間點之間,費米與LIGO-Virgo合作團隊的科學家們確信他們觀察到的是同一個事件。

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圖1. 區域定位。LIGO和Virgo的重力波偵測器將8月17日的中子星併合發生地點限縮了到28平方度的區域,就是圖中墨綠色的部分(實際的位置在紅色x處)。那個區塊正好落在費米伽馬射線暴偵測器設定的邊界之內(藍色部分)也在費米與INTEGRAL 望遠鏡的數據(灰色區域)重疊的部分。(改編自參考文獻2)

一個偏向的重金屬噴發

大約在費米望遠鏡偵測到那道閃光的10小時後,座落在智利的斯沃普望遠鏡(Swope Telescope in Chile)看到了那道噴發的可見光副本(請見圖2)。在接續的幾個星期內,許多座望遠鏡都浸泡在來自NGC4993方向的光子裡。那些觀測為這個天文併合的過程以及後續繪製了一幅生動的圖畫。

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圖2. 眼見的確認。圖中箭頭指處係位於智利的斯沃普望遠鏡所得到的8月17日伽馬射線暴的第一個眼見的觀測。隨後的發光趨向紅色。(承蒙1M2H團隊/聖塔克魯斯加州大學及卡內基天文台/萊恩.福理(1M2H Team/UC Santa Cruz and Carnegie Observatories/Ryan Foley)同意刊登)

不像沒有內部結構的黑洞,中子星是會受到潮汐力的影響的。潮汐力會在軌道頻率達到大約50赫茲後明顯增強。哥倫比亞大學的梅茲格(Brian Metzger)估計潮汐力的強拉再加上後續的碰撞會剝去大約百分之一太陽質量的富含中子物質。雖然他懷疑併合會短暫的產生一個更大的中子星,然而終極的產物(一秒鐘之內就會形成)則可能是一個快速旋轉的黑洞,外面還環繞著一個快速生長的碎片碟。被超強磁場所驅動,多數的碎片會以接近光速的速度以噴射流的形式噴發出來。在噴射流射出之後,激起的噴出物會在併合的前期製造了伽馬射線暴。

這並非原型的噴發。雖然這個事件是測量到距離最近的短伽馬射線暴,但是伽馬射線的強度比預期的弱了好幾個數量級。此外,天文學家們通常在一瞄準他們的望遠鏡後就會觀察到的X-光和無線電波卻遲遲的分別在伽馬暴後9天和16天後才到達。這些因素引導了研究者們得到一個結論,就是碎片噴射流的方向並非直接朝向地球。噴射流花了好幾天才慢了下來,截面積才變得夠寬來引發出一些落在這些天文學家視線上的亮光。科學家們幾十年來一直在搜索這種偏離軸線方向的伽馬射線暴以及它的「孤兒餘暉」(orphan afterglow)。這一次的發現暗示,在大約20%的短伽馬暴中有許多缺少了X-光分量的事件是發生在相對附近的偏離軸線事件。


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我們想讓你知道的是

從現場美術出身的登曼波,擅長融合酷兒文化,營造出充滿故事性的影像風格。是怎麼樣的養分塑造出他現在的獨特色彩,讓他能夠找到被拍攝者不為人知的角度?他又如何透過Photoshop去實現獨樹一幟的細節?

無論是裸背綑縛的珊妮公主,還是化身鳳梨的唐鳳,任誰來到登曼波的鏡頭前,都能展現出最奇趣吸睛的一面。他拍明星名人,也拍主流視野外的酷兒族群與文化場景。這天我們前去拜訪登曼波,一窺他平時如何透過Photoshop創造出獨特影像風格。

 

用色彩撞破刻板分界,讓符號與畫面一起說故事

登曼波在成為攝影師之前從事的是電影與廣告美術,這些經歷都轉化成他影像創作上的養分。大學畢業後來到台北,加入電影劇組的美術組密集工作,在 Google Map 還不普及的 2000 年代,他拿著紙本地圖探索這座城市,因為參與《艋舺》與《一頁台北》的拍攝,踏遍萬華、中山一帶的巷弄尋找拍攝場景和道具。

「那個過程算是訓練我對影像的美感吧,像顏色的配置就會是我在決定拍攝時先思考的元素。」若曾看過登曼波攝影作品的人,肯定都會被那大膽的用色與場景建構的手法所驚艷,既衝突又合理。或許他試圖解構的正是顏色所象徵的刻板印象,賦予被攝對象最能凸顯其性格的顏色與情境。

離開電影產業後,進入廣告公司工作,讓曼波多了更多時間探索自己的創作,藉由 Photoshop 豐富的附加元件,嘗試多樣的濾鏡風格。他透過網路大量閱讀、研究各種視覺與音樂養分,也在線上平台分享自己拍攝的照片,因此結識不少創作者,其中包括莎士比亞的妹妹劇團團長王嘉明。在莎妹劇團的邀請下,曼波的攝影生涯從劇場開始,「我也把電影美術的訓練都放在裡面,讓符號跟畫面一起說故事。」

用影像魔術紀錄酷兒文化場景

2019 年拿下北美館主辦的台北美術首獎的《父親的錄影帶》,是曼波對自我生命經驗的探索與剖析,除了透過創作與自己的父親對話,了解彼此的不曾想見的樣貌,把這個過程帶到放到美術館,希望鼓舞更多酷兒表現自己,他也將酷兒們的身影置入流行文化的媒介中。曼波在工作上合作的對象來自非常多領域,時尚雜誌、表演藝術、流行音樂、電影等領域都能找到他的作品。

談到時裝拍攝的經驗,曼波形容「很像在變魔術」。攝影師不只是跟隨腳本,而是和編輯、造型等整個團隊一起做視覺方向的發想,「雖然會有產品的置入,但在追求製造最適合主題的『幻象』之下,其實有蠻大的發揮空間」,曼波談到他經常拍攝 LGBTQ 主題的雜誌封面,在這樣的工作氛圍裡很能讓他大膽地展現自己的風格。

在攝影師身份之外,登曼波也在 Pawnshop 放歌,在自己的生活圈內,製造一些事件。他與友人以 Pawnshop 為據點,建構、觀察台灣的酷兒文化場景,「我拍呂薔《找 Matched!》這支 MV,所有演員都是我在 Pawnshop 聚集的,包括幾位知名的變裝皇后。」

Photoshop 是創作時最不可或缺的工具

攝影師的工作除了前期的概念發想,拍攝現場精確執行拍攝計畫,後期的照片編輯也是非常關鍵的一步。Photoshop 一直是曼波在創作時必備的軟體工具,「我喜歡用底片拍攝,就算我用數位相機,我還是會用 Photoshop 把整體的色調整理在一個均值的底片質感。」儘管有愈來愈多影像處理軟體提供現成風格濾鏡,但仍沒有一個像 Photoshop 一樣可以滿足他追求獨特色調與質感的需求。

Photoshop 多年來一直是最強大的影像處理軟體,廣大設計師和攝影師們從學生時期就開始使用,陪伴所有創意人一路成長、突破,不斷推出的新功能也讓編修工作更加流暢。曼波也是從大學時期就接觸 Adobe 系列的軟體,「應該沒有攝影師不用Photoshop吧?」

Adobe 攝影計畫的 Photoshop 與 Lightroom 都是他在工作上不可或缺的工具,曼波也與我們分享自己後製工作的流程,通常是先在 Lightroom 做整批影像的統一調整 ,接著再進到 Photoshop 細部精修,「比如在商業案裡,照片中產品的顏色與實際顏色一致是非常重要的,我會用 PS 遮色片、色版等工具去調整產品那一塊的顏色,除了 Photohop 之外真的沒有其他軟體可以做到。」如何在保有自我風格的情況下不埋沒合作廠商的產品,是所有專業影像人都必須注意的事。

實現最初直覺的 Photoshop 祕技初公開

每次面對不同的拍攝委託或者展覽邀約,儘管是相當熟悉的合作對象、作品內容,登曼波仍會先深入理解對方的特質與需求,找到最獨特且最適合的色調搭配。不過創作中依然常有直覺的成分,在精密設計的工作流程中,不時的靈光顯得格外珍貴。談到具體實現腦中想法的方式,曼波首次公開分享了幾個他常用的 Photoshop 技巧。

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我選擇兩個色版,再用漸層色將它拉開。漸層色最有趣的點是可以讓畫面中間是寫實的顏色,周圍呈現比較濃烈的配色,像正片負沖的感覺。色版的混合模式我通常會選擇『加深顏色』,然後調整透明度讓它更自然。」

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「最後我想分享用 Photoshop 製作多重曝光的效果。我先把同一張照片複製三個圖層,透明度都先降低到一半以下方便操作,接著拖曳圖層到不同的位置。我會反覆隱藏其中一個圖層,來確認它們的位置,調整到最喜歡的之後再將透明度調回來。

接下來使用 Photoshop 橡皮擦工具,記得選較低的透明度搭配霧面、柔性的筆觸才能夠擦出比較自然的效果。我通常會大面積擦,這樣比較快速也比較少瑕疵。這個技巧的重點是在擦的過程中要保留最底圖的視覺重點喔!」

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