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在照相技术发明之前，天文学家用眼睛观察和素描。伽利略在纸上记录了木星及其四个主要卫星的地图。但是素描速度慢，误差大。摄影术发明后，天文学家终于有了实时记录观测对象的工具。通过对照片的分析，天文学家可以仔细研究恒星的样子，温度有多高，运动速度有多快，甚至可以分析恒星的年龄及其内部化学元素的组成等天文课题。为此天文学家设计了各种专用相机，拍摄的照片可以分为三类：天体的形状拍摄(成像)、天体的光谱拍摄(光谱形成)、天体随时间的变化(光线变化)。通过这些照片，我们可以看到各种各样的恒星、星云和星系，并研究它们的结构，如旋涡星系的核心结构、旋臂结构和周围的晕结构。你可以知道它们的化学成分和物理状态，比如含有什么元素，温度有多高；还可以通过不同时间拍摄的照片了解它们的亮度变化。

天文学家拍摄的恒星照片不能直接使用，需要经过复杂的处理和分析，才能得出可靠的结论。天文学家用来分析天体照片的基本理论基础是天体的辐射机制。辐射主要是指天体发出的电磁波。它们是构成天体的原子和分子在不同物理条件下发出的“光”。不同的光有不同的物理机制和化学成分。例如，天文学家通过拍摄太阳光谱，然后通过太阳表面的辐射模型和大气结构模型，最终可以确定太阳表面的温度、压力和化学成分。

也许你很快会问一个问题，为什么不拍视频而拍照片？这是因为，除了太阳等特殊天体外，大部分天体到达地球的光都非常非常弱。以我们现在的技术水平，还做不出清晰的视频。天文学家经常需要曝光1小时或更长时间才能拍出清晰的照片。只有这样，才能积累足够的光子，形成足够的信息进行科学分析。

可以说，现代天文学的发展依赖于成堆的恒星照片。从几百元的摄影玻璃板到几百万元的CCD相机；从一个晚上几十兆的数据，到一张照片几百兆的数据。在这些恒星图片的背后，是融合了其他学科共同发展的天文学历史。

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