今回の記事は

からの続きになります。


いよいよ電視観望

前回は基本に忠実に、アイピースでの眼視で天体を見てみました。

今回は、VIRTUOSOとCMOSカメラを使った電視観望に挑戦してみましょう。電視観望とは、高感度のカメラを使って、その場で淡い星雲などを色付きで見ることができる手法です。

初心者の方で期待している方も多いかと思いますので、できるだけ詳しく説明します。


準備

今回新たに必要なものを挙げておきます。
  • CMOSカメラ
  • ノートPCなど
  • USBケーブル
  • SharpCap 
  • テーブル
くらいでしょうか。

ノートPCは最新のものでなくても構いません。PCが無い方は、中古などで安く見つけることもできます。Windows10が走るくらいなら十分でしょう。もしできるならでが、次にやるリモート電視観望のことを考えておくと、Windows10のProを選んでおくとリモートデスクトップが使えるのでいいかもしれません。

PCを地面に置いたりすると、操作が大変になります。特に慣れないうちは、楽な体勢を取るためにも、PCを置くテーブルと座って操作できる椅子があるといいかもしれません。

IMG_3088


SharpCapはあらかじめダウンロードして、PCにインストールしておいて下さい。対応カメラが多いことや、メニューなどが日本語化されていることなどもあり、バージョン4.0以降がいいでしょう。




CMOSカメラ

まず、電視観望用に試用するカメラです。電視観望に適したカメラは何種類もありますが、ここでは入門用で比較的新しい、Player OneのNEPTUNE-C IIを使ってみましょう。これはIMX464という入門用としては少し大きめのセンサーを使っていて、赤外の感度が高いカメラです。



前回は鏡筒の接眼部にアイピースを差し込みましたが、今回はアイピースに代えてカメラを差し込みます。カメラにはアイピース口に合う付属のアダプターをつけて下さい。

IMG_3201


最初のターゲットはM57

最初は例として、こと座にある「リング状星雲」とか「惑星状星雲」と呼ばれるM57を狙います。小さいですがカラフルで、輝度が高くて比較的見やすい星雲です。

前回と同様に、SynScan Proを使って初期アラインメントをすまします。カメラ画像を見ながらの初期アラインメントをするのは少し大変なので、慣れないうちは25mmのアイピースを使い、うまく導入できてたのを確認してからカメラに交換すると良いでしょう。また、初期アラインメントはM57近くの明るい星、ベガを狙うと良いと思います。もしベガが天頂付近に来ていて、初期アラインメントの候補リストに出てこない場合は、次に近くの明るい天体、例えばデネブやアルタイルを選択して下さい。その後、ベガを自動導入し、きちんと入るかアイピースで見るといいでしょう。

いずれにせよ、明るい星が見えたら、それをできる限り視野の真ん中に持ってきておいて下さい。


SharpCapで撮影画像を確認 

この時点で、カメラの画像をチェックしてみましょう。

IMG_3071


焦らずに、順番に確認しながら進めます。まずはカメラの取り付けと、PCとの接続です。
  1. 鏡筒の接眼部についているアイピース を取り外し、代わりにカメラを接眼部に差し込みます。
  2. 次にUSBケーブルを使ってカメラとPCを接続します。
  3. PCを立ち上げ、先にインストールしておいたSharpCapを立ち上げます。
  4. SharpCapの上部のメニューから「カメラ」を選んで、手持ちのカメラ、今回の場合は「Neptune-C II」を選びます。ここで手持ちのカメラ名が出てこない場合は何かおかしいです。ケーブル接続や、ShapCapが対応しているカメラかどうか確認してみて下さい。特にNeptune-C IIはSharpCapのバージョンが4.0以降でないと、うまく認識されません。
camera

カメラとの接続がうまくいくと、カメラに映った画面がSharpCapに表示されます。さて、画面には何か表示されていますでしょうか?見ている方向や、SharpCapの設定とピントの状態によっては何も出てこないかもしれません。とりあえず気にせずにSharpCapの設定に移ります。
  1. SharpCapの右側パネルの「カメラコントロール」の「露出時間」を「400ms」程度にして下さい。もし露出時間の設定項目などが画面に出ていなければ「カメラコントロール」の左下向き矢印のボタンを押してタブを展開します。この400msはで0.4秒ごとに画面が更新されます。あまり短いと暗いものが映りません。逆にあまり長いと更新されるまで時間がかかるので変化するものが見にくくなります。
  2. さらに、その下の「アナログゲイン」は「450」とかのある程度高いところにします。これは400msという短い露出時間でも暗いものが十分に見えるようにするためです。
  3. これで星が何も見えなければピントがずれているので、SharpCapの画面を見ながら接眼部横のつまみを回して何か光るものが見えるか確認します。これで星が見えたら、星が一番小さくなるところに合わせます。もしそれでも明るくならなければ、空が曇っていないか、鏡筒に蓋がついたままになっていないかなど調べてみて下さい。
うまくいっているなら、この時点でベガが他の星に比べて圧倒的に明るく輝いているはずです。


いよいよM57を導入

ここまできたら、次はいよいよ星雲です。
  1. この状態から、SynScan Proの初期画面で「ディープスカイ」を押し、「メシエ」の右に「057」と打ち込みます。
  2. するとすぐ下に「こと座環状星雲」と出てくると思います。
  3. その状態ですぐ下の「導入」を押します。
  4. すると鏡筒が動き出すので、M57を向くまで10秒ほどで待ちます。
IMG_3177

導入が完了したら、真ん中の横長のボタンを押して導入を完了します。

IMG_3175

おそらくもうこの時点でM57が画面に入っているはずです。既に画面上にそれらしきものが見えているかもしれません。でも興奮して焦ったりせず、落ち着いて次の設定に進みます。


SharpCapのヒストグラムであぶり出し

さてここからが勝負です。

まずはあぶり出し前の下準備です。
  1. SharpCapの「露出時間」を「800ms」程度にして下さい。これは画面に天体が見えている時に短すぎて暗すぎず、長すぎて反応が遅すぎずという値です。
  2. さらに右側パネルの「画像情報」のホワイトバランスをR、G、Bそれぞれ「自動」ボタンを押してカラーバランスを整えます。
  3. その結果は「ヒストグラムストレッチ」で確認できます。ヒストグラムにはR(red、赤)、G(green、緑)、B(bllue、青)の3つの曲線があると思いますが、左の方の山の頂上の位置が3つとも一致しているならホワイトバランスが取れています。
  4. これが確認できたら先ほどのホワイトバランスの「自動」ボタンをもう一度押して解除して下さい。

次に、ヒストグラム画面を弄ります。ここからブワッと出てくるので期待して下さい。
  1. 黄色い縦の点線が左、真ん中、右と見えると思います。まずは左の点線を山のすぐ左側まで持ってきます。点線のあたりにカーソルを合わせて左クリックして押したまま選択状態にして、右に移動し、山の左側に持ってきます。
  2. 同様に、真ん中の点線を山の右側まで持ってきます。
  3. これでM57があらわに画面上に出てきます。
ちなみに、SharpCapの有料版を使っている方は、ヒストグラムの右にある雷マークのようなボタンを押すと、上の1-3の操作が全て自動で行われます。オートストレッチ機能と言います。有料版は年間10ポンド、日本円にして1500円程度です。このオートストレッチ機能だけでも有料版にする価値があるくらいと思います。PayPalですぐに支払いができますので、もし電視観望を続けたい方は早いうちに有料版にしたほうが圧倒的に楽になります。

さて、実際にM57はうまく画面上で見えましたでしょうか?うまくいくと下のような画像になると思います。この時点でももう形がはっきり見えるくらいになっているはずです。

02_M57_in

もしここでそれらしいものが見えなかったら、自動導入があまりうまく行ってないのかもしれません。SynScan Proの矢印で、スピードを7くらいにして画面を上下左右に動かしてみて下さい。ベガにきちんと初期アラインメントがされているなら、そう遠く無いところにいるはずです。

形が見えたら、あとはSynScan Proの矢印でうまくM57を画面の真ん中くらいまで持ってきて下さい。


ライブスタックでノイズを落とそう

最後の仕上げはライブスタックという機能を使いノイズを落とすことです。上の画面はまだざらざらしていてノイジーなのですが、これから画面を何枚も重ね合わせることで、背景のノイズを落としていきます。
  1. 「ツール」の「ライブスタック」を選びます。
  2. すると画面下にヒストグラムが出てきます。
  3. 真ん中の黄色の点線が最初から少し左に行っています。これを真ん中まで持っていって、斜めに走る曲線が真っ直ぐになるようにします。
  4. しばらく待っているとLive stackエリアの左の「Over view」内の「Frames Stacked」の数が増えていきます。これが重なった枚数で、その枚数が増えるほどにノイズが少なくなっていくことがわかります。
  5. 右パネルのヒストグラムの黄色い点線を微調整して、見やすくなるところを探して見て下さい。
01_M57_Stacked

うまくいくと上のようなノイズが少ない画像になります。

下のように画面の中で少し拡大しても見やすくなります。右上の「拡大」のところを適当な値にして見て下さい。

02_M57

もう一つコツです。右パネルの小さなヒストグラムでやったあぶり出しの方法は、ライブスタックの中の大きなヒストグラムでもそのまま適用できます。画面が大きいので、こちらの方が調整しやすいかもしれません。

上の写真を見てもわかりますが、ライブスタックの中のヒストグラムであぶり出した結果が右パネルのヒストグラムに適用されます。なので、ライブスタックの中のヒストグラムであぶり出した場合は右パネルのヒストグラムの斜めの線はできるだけまっすぐになるようにしておいて下さい。ここでもあぶり出しをしてしまうと、過剰な画像処理になります。逆にこの機能を利用することで、ライブスタックのヒストグラムで大まかなあぶり出しをして、その結果をさらに右パネルのヒストグラムで微調整するというようなこともできます。


ライブスタックでいろいろ見てみよう

うまく見えましたでしょうか?一通り自分でやってみると、ある程度コツも掴めてくると思います。さてさて、せっかくのライブスタックで星雲が綺麗に見えるようになったわけです。自動導入でどんどん天体を導入して見ましょう。

M27: 亜鈴状星雲
まずはM27、亜鈴状星雲と呼ばれているもので、形が鉄アレイに似ているからです。ダンベルの方がわかりやすいでしょうか。英語では Dumbbell Nebulaとか、 Apple Core Nebulaなどと呼ばれているそうです。

いったんライブスタックを解除します。Live Stack画面の右上のxを押すか、メニューの「ツール」からライブスタックをもう一度選択するか、メニュー下の真ん中らへんの「ライブスタック」ボタンを押して下さい。そしてSynScan ProからM57を導入した時と同様にM27と入れて導入します。

まずはライブスタックなしで導入したばかりの場合: 
03_M27_in
M57と比べて大きいですが、かなり淡いのがわかります。これをライブスタックして1分くらい重ね合わせると
05_M27_stacked2
ノイズが少なくなって見やすくなります。

ちなみに、ライブスタック画面に前のM57が残っているかもしれません。そんな時は左の方の「Actions」の「Clear」ボタンを押すと、また初めからライブスタックが開始されます。


M31:アンドロメダ銀河
この日は深夜0時頃から晴れたので、このとき既に午前1時くらい。既に秋の銀河が登ってきています。M31アンドロメダ銀河を入れてみました。

M31_01

鏡筒の焦点距離600mmで、Neptune-C IIの1/1.8インチサイズだと、アンドロメダ銀河は大きすぎて画面からはみ出してしまいます。それでも少しだけですが腕の構造が見えています。


M33: さんかく座銀河
M31アンドロメダ銀河近くにあるM33さんかく座銀河です。淡い銀河ですが、電視観望だと腕の構造も十分見ることができます。淡いので露出時間を3.2秒とM57に比べて4倍にしました。淡くて醜い時は、ゲインをあげるよりも露出時間を伸ばすことが効果があります。

この写真はライブスタックもかけてあります。わずか3.2秒露出の52枚、3分弱のスタックです。
M33_04_stacked

ちなみにライブスタックをしないと3.2秒露出で下の画像くらいでとても淡いです。
M33_03_nostack_3.2s

なので、最初のうちはM57などの輝度の高いもので十分慣れてから、このような淡い天体に挑戦するといいでしょう。

本当は夏の星雲M8やM20も見たかったのですが、始めるのが遅かったので既に隣の家の屋根に沈んでいってしまいました。夏は他にもたくさんの魅力的な天体があります。一度コツを掴めたら簡単ですので、どんどんチャレンジしてみて下さい。


せっかくなので惑星も

電視観望からは少し脱線しますが、同じCMOSカメラを使った手法の一つに、惑星撮影があります。

前回のアイピースでの眼視の時に、ブログの記事用にと思って惑星をスマホで撮影しました。土星はかろうじて形が分かったので載せましたが、木星は形のみで縞も写らなかったので掲載しませんでした。いったいどれくらいだったかというと、
IMG_3161
というように、見るも無残ですね。

これでも少しでも大きく写るように10mmのアイピースと、ぶれないようにスマホ用の撮影ホルダーを使ったのですが、使ったスマホのカメラがiPhone10と特別感度の良いカメラというわけでも無いのと、分解能も足りていなかったりで、全くうまく写せませんでした。

今回せっかくNeptune-C IIという高感度のCMOSカメラがあるので、少しだけ惑星も撮影してみましょう。まずは木星です。惑星は明るいので、露光を相当落とします。露出時間は5ms、ゲインは100です。

Capture_00001 01_22_01_WithDisplayStretch
それでも視野が大きすぎて木星はほんの一部にしか写っていません。これを切り出したものが下になります。
Capture_00001 23_31_02_WithDisplayStretch_cut
一枚撮りですが、縞も十分に写っています。

次に土星です。これも切り出しています。
Capture_00001 01_18_34_WithDisplayStretch_cut

比率は木星と同じなので、木星よりも小さく写っていることがわかります。小さいですが、輪の形もなんとか分かります。

これだけでもCMOSカメラの優位性がよくわかり、木星も土星も、スマホで写した時よりはるかにきれいに写っていることがわかります。さらに今回、詳しく説明はしませんが、同じカメラを使ってSharpCap上で動画で惑星を撮影し、1000枚程度を重ね合わせることでさらに細かい模様を出すことができることも示しておきます。上の1枚画像と比べても圧倒的に解像度が上がっていることがわかります。

Jupitar2

Satan

VIRTUOSOの鏡筒付きの一番安価な13cmニュートン反射モデルですが、CMOSカメラを使うとここまで詳細に惑星を捉えることができます。画像処理などのテクニックは必要になってきますが、こんな楽しみ方もできるというわけです。


まとめ

どうでしたでしょうか?電視観望では星雲や星団、銀河などをかなりはっきりと見ることができます。カメラで見ている時にアイピース に戻して、星雲や星団が目とカメラでどう違って見えるか見比べてみるのも楽しいかと思います。最後、少し電視観望から脱線してしまいましたが、惑星の撮影も楽しいかもしれません。

このようにCMOSカメラを手に入れるだけで、VIRTUOSOの楽しみ方がはるかに広がります。興味がある方はぜひ検討してみて下さい。

さて、次回はいよいよリモート電視観望です。
 




連載記事:VIRTUOSOを使いこなそう