ほしぞloveログ

天体観測始めました。

カテゴリ: 観測・撮影

もう十日ほど前のことになりますが、とても透明度のいい日がありました。大雨の後でした。撮影だけして処理する時間が取れなかったのですが、やっと記事にまですることができました。


自宅での天の川撮影

梅雨時なのであまりはっきり晴れることはないのですが、夜に自宅の外に出てみると天頂部だけぽかっと穴が開いたように晴れていて、周りが雲に覆われて街の光が遮られているせいか、そこだけ物凄い数の星が見えました。 昼間、庭から立山がきれいに見えていたので、相当透明度がいいのかと思いました。ものの5分もするとその天頂部も雲に覆われてしまい、カメラに収めることはできなかったのですが、その後しばらくして、夜中近くにまた外に出ると、結構晴れていてしかも天の川も見えています。自宅から天の川が見えるのは珍しいので、何枚か南方向を写してみました。その中の一枚です。

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  • 撮影日: 2020年6月16日23時36分
  • 撮影場所: 富山県富山市自宅
  • カメラ:  Canon EOS 6D (HKIR改造)
  • レンズ: Samyang 14mm F2.8
  • 撮影: ISO1600, 露光時間20秒 
  • 画像処理: Photoshop CC
雲が残っていたので、少し硬めにあまり色を出さずに仕上げてみました。透明度がいいと自宅からでもこれくらい撮ることができます。次の日は朝から仕事なので、これくらいで無理をせずにこの日は寝てしまいました。


ホタルと天の川、再び

次の日もう一枚。昨日より少し透明度は落ちていましたが、まだいつもよりはマシそうだったので、少し早い時間に前回ホタルを撮影した場所まで行き、再び天の川と合わせて撮影してみました。時期的にはホタルは多分ギリギリでしょう。

前回から1週間ほど過ぎているため、やはりホタルの数はだいぶ減っていましたが、それでも前より少しだけ早い時間だったせいかまだ少し飛んでいます。天の川はというと、時間が早くて低いにもかかわらず、モニターでも少し見えるくらいだったので、前回よりは透明度は良かったのかと思います。

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  • 富山県射水市, 2020年6月17日21時9分から21時11分
  • Canon EOS 60D(ISO3200), 露出20秒
  • Samyang 14mm F2.8
  • ホタル: 露出20秒 x 6枚をPixInsightで比較明合成
  • 星: 6枚をPixInsightとPhotoshopで処理

今回も20秒露光ですが、使ったのは6枚だけで、その6枚でホタルを比較明合成、天の川を同じ6枚でスタックしてみました。天の川は前回より少しマシになっていますが、やはり梅雨時で雲が残っていてスタックで流れてしまっています。


梅雨

梅雨時なのでなかなか晴れませんが、また雨の後には今回のように透明度のいいチャンスがあるかもしれません。

これまでいくつか撮影したものも溜まっています。せっかくの梅雨時なので時間を見つけて、随時処理して記事にしていきたいと思います。

 

星を始めたのが2016年5月、それ以降日本で日食が見られたのが2019年の1月6日と12月26日と先日の2020年6月21日の3回。2019年は両方とも冬なので日本海側の富山ではほとんど見られず。というわけで、今回の日食は実は星を始めてから初めての日食になります。

最近忙しくて、最低限の時限ネタの撮影だけはしているのですが、画像処理をしている時間が取れません。当然ブログも進まないです。溜まる一方なので、まずは新しいものからというので日食だけ処理します。


日食撮影の準備

日食当日、朝から晴れていますが、日食時の天気予報は微妙。SCWで見ても富山が晴れと曇りの境界となっています。撮影場所をどうするか迷っていましたが、前日のテストで夕方近くになると太陽の位置が電線が引っかかることが判明。そのため、見晴らしのいい近くの神通川の堤防下の河原に決めました。

朝から準備を始めますが、こんな時に限って庭の木を切るのを頼まれたり結構時間ギリギリです。以前、富山のIさんに雑誌を譲ってもらった時にいただいた太陽用のフィルムを鏡筒とカメラレンズに取り付けます。河原への移動は5分もかからないのですが、16時には日食が始まるとして15時には着いていないと機材を出す時間も無くなってしまいます。結局自宅を出たのが14時半頃。結構ギリギリです。

今回は3台体制での撮影になりました。
  • EOS 6DとSamyang 14mmレンズで広角、三脚に乗せての固定撮影
  • FS-60CBにASI178MCで日食の形、AZ-GTiの経緯だモードで追尾
  • PSTと1000mmの屈折でHα、CGEM IIで追尾
です。

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向こうに見えるのが6D、手前がFS-60CBです。

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さらにHα撮影用にPSTです。

実際の準備はドタバタ状態でした。まず、6Dにつけたレンズが14mmでしたが、もう少し焦点距離の長いものでも良かったかもしれません。横向きで撮影して、日食開始から終了まで縦の半分くらいを占めました。なので倍の焦点距離にして縦向きで撮影するくらいでちょうど良かったくらいでした。でも時間に余裕がなくて画角も結構適当に決めたので、放っておけるこれくらいの画角でも良かったかもしれません。

AZ-GTiは経緯台モードでガイド無し、CGEM IIも以前FireCaptureでガイドを試したですが、今回はその余裕もなくガイド無しです。極軸合わせもできていないので、AG-GTiもCGEM IIも数分もすれば太陽の位置がずれていきます。仕方ないので、手動ガイド状態でずれたら合わせるということを2時間半くらい繰り返していました。

天気はというと、最大食くらいまでの前半は快晴に近かったのですが、

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徐々に雲が出てきて、

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食の終わりの頃にはかなり厚い雲に覆われました。

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それでも雲に隠れながらも時々は撮影できるくらい見える時もあり、結局最後食の終わりまでなんとか太陽を見続けることができました。


広角での撮影

EOS 6Dで1分おきに149枚撮影してgifアニメにしたものです。

Blink

5分おきに比較明合成してみました。

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反省点としては、同じ画角で太陽フィルムなしのものを撮影しておけば景色と合成できたので良かったかもしれません。今回は時間がなくてフィルムをレンズに直接貼ってしまったのですが、やはり簡単に取り外せるように別途穴あきのフードとかを用いてそこにフィルムを貼ったら良かったかと思いました。


食の様子

FS-60CBでもう少し見てみます。実際には167枚撮影していて食の様子をアニメにしようと思っていたのですが、途中雲にやられて位置合わせが難しかったので、今回は諦めて15分おきの9枚だけを取り出して一枚の画像にしました。

comp

あまり目立たないように明るくしてますが、カメラのセンサーが少し汚れていて、少しシミができてしまいました。やはり時間に余裕を持って準備したかったです。

PSTで日食時のHα画像を撮影

太陽の全体像を写したかったので、センサー面の大きいASI294MC Proを使いました。ただしPSTのBFが5mmと小さく画角がここで制限されるので、ある程度太陽を画角の真ん中にキープしておく必要があります。前述したように時間的に余裕もなくガイドもできなかったので、手動で真ん中のあたりにキープしているに過ぎません。この状態で、1分ごとに100フレームし、合計118ショットを撮影しました。ところが前半モノクロの8ビットで撮影してしまい、どうもゲインが高すぎたようでうまく光球面が出ませんでした。最大食の少し前にこのことに気づき、RAW16にしRのみをGとBに比べて大きくしましたが、前半はほとんど使い物にならなかったです。後半も雲にやられてアニメ化するにも厳しかったので、最大食の一枚だけを処理しました。

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なんと前日クマがこの場所で駆除されていた!

準備中も撮影中も、結構何人かのお客さんがきてくれました。でもみんな鮎釣りの人です。「こんにちは」と声をかけるとみんな「何か見てるのですか?」と物珍しいのか、興味津々のようです。「今日日食ですよ」というと、ニュースとかで聞いていた人がほとんどで、「え、太陽見えなくなるのですか?」とか聞いてくれます。「もう欠けてますよ」といって、太陽グラスで見てもらうと皆さん結構喜んでくれます。

もう終わりがけの頃、鮎の様子を見にきていたご夫婦が話しかけてきてくれました。なんでも前日にすぐ見えるところでクマが駆除されたとのことです。この奥様が発見者とのことで、駆除されたのが子グマだったのでまだ親グマがいる可能性があるので、注意して声をかけているとか。撮影始めの頃にはたくさんいた鮎釣りの方たちも、終わりの頃にはすっかりいなくなって、最後はほぼ自分一人でした。さすがに怖くなって、もう食も終わっていたので、すぐに後片付けをして自宅に戻りました。

以前金環日食とかの時は子供と観察したりしてましたが、実際には撮影なども含めた日食は初めての体験といっていいかと思います。やっぱり準備不足のこともありドタバタしましたが、全国的に見たら富山はかなり天気に恵まれていたようで、結構満足できました。画像処理が遅くなってしまったのですが、いつかまたチャンスがあったらもう少し戦略を練ってみたいと思います。

でも次回の日本での日食は10年後。その時はどんな状態になっているのか?機材も進化しているでしょう。もしかしたらもう興味が他にいってるかもしれません。10年後なんてわかんないですよね。

富山もホタルシーズンになりました。昨年は雨が多くて結局撮影には行けなかったので、2年ぶりの撮影になります。


天の川とホタルを一緒に撮るぞ!

今年の狙いはなんとしても天の川とホタルを一緒に収めること。一昨年も一応天気の良い日を狙って天の川も撮影しましたが、動画が主役で天の川は申し訳程度の物でした。

今年の6月はじめ、地元でホタルが出始めたとのニュースを聞いたのが満月の少し前です。満月前では天の川が出る時間にもう月が出てしまっているので、天の川と一緒に撮ろうと思ったら少なくとも満月を過ぎるまで待たなければいけません。

満月を過ぎ、月の出が22時半ころになる6月9日、ギリギリ天の川も月が出る前にそこそこ上まで登ってきます。次の日から雨の予報なので、おそらく梅雨前の最後の晴れです。多分この日が今年唯一のチャンスでしょう。 


いつものホタルポイントに到着

ホタルが舞う最盛の時間は20時頃。でもこれだと天の川には早すぎるので、仮眠をとっておいて21時過ぎに自宅を出ます。21時半過ぎには現場に到着。車を公民館の駐車場にとめ5分ほど歩きます。駐車場にはまだ車がたくさんありましたが、もう見学が終わって帰ってくる人がほとんどでした。

ちょうどこの時間から見にくご家族がいて、道がわからないというので一緒に歩いていきました。途中で「星とホタルを撮るんですよ」とか「織り姫、ひこ星あそこですよ」とか、星のことを話しながら現場まで行きました。ホタルスポットは何箇所かあるのですが、いつも行くところには時間外れのせいでしょう、もう誰もいません。それでもじっとしているホタルはそこそこいて、何匹かは空を飛んでいます。撮影の準備をしていると、その家族も「頑張ってください」と声をかけてくれて、帰ってしまいました。それからは誰も来なくて、ずっと私一人だけでした。


実際の撮影の様子

問題はこの日の透明度の悪さです。自宅を出るときに北極星が見えなかったのである程度覚悟はしていましたが、現場についても夏の大三角に毛が生えたくらいしか見えません。もともとあまり暗いところではないのですが、さすがにこの日は天の川はちょっと厳しそうです。南の方がまだ少し暗いのですが、それでもさそり座もアンタレスと3つの星がかろうじて見える程度で、天の川の撮影としては相当厳しい状況です。

試しに撮影してみましたが、撮って出しだとこれくらいです。

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現場でモニターで見るくらいだと、天の川は全く写っていません。それでも何枚か重ねれば少しは出るだろうと撮影を始めました。6DでSAMYANGの16mm F2.8で20秒露光、ISO1600で枚数を稼ぎました。よく似た構図で2箇所で撮ったのですが、使えそうなのは一昨年とほぼ同じ構図のものだけでした。

撮影してたらカメラ背面の下の方に緑のライトが点滅してます。「あれ?こんなところにLEDなんてあったかな?」と思ったら、小さなお客さんでした。

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この後もこの子、撮影が終わりに近づくくらいまでずっと同じところにとまっていました。暗い中で見ているとカメラに特別な機器でもつけたような、なんか得した気分で撮影していました。


画像処理、天の川は写っているか?

自宅に帰って実際に撮影した画像を見てみると、それなりに炙り出せばおぼろげですが天の川が少しだけ見えます。少しやる気になって画像処理を進めてみました。

この時期の天の川が登ってくる時間は、そもそもホタルの数が少ないので、84枚、トータル28分の長時間撮影した画像を比較明合成して見栄えを良くしています。比較明合成をするソフトはWindowsだとSiriusComp、MacだとStarStaxなど、いくつも便利なソフトがありますが、今回はPixInsightを使ってみました。ImageIntegrationで「Combination」のところを「Maximum」にすれば比較明合成ができるようです。

ホタル部分はこれでいいのですが、天の川部分は苦労しました。20秒画像一枚ではあまりに淡くノイジーです。スタックを試みたのですが、今回赤道儀は使わなかったので時間と共に星の相対位置がレンズの歪みでずれてしまい、なかなかうまくスタックできません。

まずSequatorを試しましたが、歪みの補正まではしてくれないようで、スタックすると端の星が線になってしまい、早々に諦めました。

PixInsightのStarAlignmentは歪みも含めて星の位置を合わせてくれますが、これでさえも最初は全くうまくいかず、ほぼ全てのパラメータを触ることになってしまいました。そもそもまず、景色部分が多いと景色の方が位置合わせされてしまいます。そのため、星が写っている部分を切り抜いて、それを参照画像にして位置合わせをします。これでとりあえず星で合わせようとはしてくれますが、それでも端の方は相当ずれます。

結局一番効いたところが「Star Matching」の「Compute Intersections」をオフにすることでした。他にもRANSACのInteractionの数を増やすのも多少効きましたが、あとはほとんどデフォルト設定でそこそこ星像が一致するようになりました。デフォルト以外にすると劇的に悪くなるパラメータもあったので注意が必要です。それでも端のほうは完全には位置合わせをすることができず、1枚、4枚スタック、8枚スタックの画像を比べ、位置ズレとノイズ減少のバランスがなんとか許容範囲の4枚スタックを採用することにしました。

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あと、今回ダーク、フラットは補正していません。ただし淡い天の川なので相当炙り出しているために、ホットピクセルがかなり目立って線を引きます。そのためダーク補正代わりにPxiInsightのCosmeticCorrectionで取り除いています。これで目立たない範囲まで落とせます。またフラット補正代わりに、DBEで周辺減光とカブリを取り除いています。こうしないととてもではないですが、天の川は見えてきません。

もしかしたら一昨年の画像もPIで処理するともっとまともな画像になるのかもしれません。その当時はPIもまだ使えてなかったし、DBEのような強力なフラットツールも使えなかったので、あぶり出しにも限界があったのだと思います。


出来上がり画像

蛍の比較合成画像と、天の川の写った星の画像を合わせるのも大変でした。こういったトータル撮影時間の違う画像を合わせるのは新星景と呼ばれる分野になるのでしょうか。ただ、今回は地上の方が遥かに長い時間になっています。

ホタルも天の川も同じ時間に撮っているので嘘は何もないのですが、ホタルと天の川の撮影枚数が全然違うので、これはどちらかというとやはり合成写真の部類になってしまうと処理をしながら思いました。

それでも見栄えだけは良くしようと努力しましたが、そもそも地上と天の川では炙り出しの度合いがとてつもなく違います。境界の部分がなかなか自然っぽくなりません。結構な時間を費やしましたが、今回はこのくらいが限界です。

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  • 富山県射水市, 2020年6月9日22時3分から22時36分
  • Canon EOS 60D(ISO3200), 露出20秒
  • Samyang 14mm F2.8
  • ホタル: 露出20秒 x 84枚をPixInsightで比較明合成
  • 星: 4枚をPixInsightとPhotoshopで処理

どうでしょうか?少なくとも一昨年よりは天の川は出ています。それでもまだノイジーですね。ホタルの数は一昨年の方が全然多いです。数はいるので、もっと乱舞している時間に撮影したいのですが、これもまた天の川と合わせると無い物ねだりです。

ホタルの飛ぶ時間、天の川の上る時間、月がない時、梅雨時期にもかかわらず天気がいい日、透明度がいい日と、条件がとてつもなく厳しいです。今回は透明度以外は条件は揃いましたがそれも本当に1日限りのチャンスでした。来年以降さらなるいい日を求めて、続けたいと思います。


おまけ

おまけで撮って出しJPEGをStarStaXで比較明合成だけした物をいくつかです。

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昨日に引き続き、自宅勤務を利用して太陽撮影です。昼の時間と夕方に撮りましたが夕方の方がシンチレーションが少し良かったみたいです。

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  • 鏡筒: 国際光器マゼラン102M、口径102mm、焦点距離1000mm、F10 アクロマート
  • エタロン: Coronado P.S.T.
  • 赤道儀: Celestron CGEM II
  • カメラ: ZWO ASI290MM
  • 撮影ソフト: SharpCap 3.2 (64bit)
  • 撮影時間: 2020/6/8 16:44 ser形式でgain 410, 5ms x 1000フレーム中上位80%を使用
  • 画像処理: AS3にてスタック、ImPPGで細部出し、PhotoshopCCで後処理
昨日の画像と比べると、太陽の自転で黒点が右に移動しているのが分かります。

二日に渡り撮影しましたが、大幅な改善はなく、これ以上の分解能がなかなか出ません。昨年撮ったものがこれで、これまででベストのものです。

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昨年の方がはるかに分解能が出ています。そもそも今見ると、黒点の大きさが全然大きかったこともあります。これ以降、同じ黒点を撮影してもここまでの分解能はでなかったので、おそらくこの日はシンチレーションが良かったのでしょう。

昨年のパラメータを見ながら今日は露光時間を短くしてみたのですが、少し良くなったかもと言うくらいで、大幅な改善は見られませんでした。

焦点距離が足りて無いのと、口径で分可能がリミットされていることはわかっているので、まずはバローで拡大か、もしくはずっと滞っている大口径化を本気で考えた方がいいかもしれません。

久しぶりに目立つ太陽黒点が出ているとのことで、早速撮影してみました。前回の黒点の撮影は2019年の4月なので、なんと一年以上ぶりの黒点撮影になります。

午前中の用事を済ませた頃、仲のいいかんたろうさんから電話がかかってきました。午前中に反射板でさっそく黒点を見たとのこと。「これから撮影しますよ」というと、自宅まで来てくれるとのことです。撮影準備をして雲が晴れるのを待っている頃、かんたろうさんが到着しました。星仲間と実際に会うのは何ヶ月ぶりでしょうか。県内ならやっとこんな交流もできるようになってきました。

雲がたまに晴れますが、いずれも短時間。その間にピントを調整したり、エタロンの角度を合わせたりで、撮影できるチャンスを待ちます。その間、最近手に入れた機材や、撮影した写真とか見せ合います。やっぱり星仲間との会話はいいですね。 

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太陽撮影風景。写っているのはかんたろうさんの手です。

そのうち、何度か晴れ間があり、黒点を含めて何ショットか撮影しました。 その中のワンショットを処理したものです。

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  • 鏡筒: 国際光器マゼラン102M、口径102mm、焦点距離1000mm、F10 アクロマート
  • エタロン: Coronado P.S.T.
  • 赤道儀: Celestron CGEM II
  • カメラ: ZWO ASI290MM
  • 撮影ソフト: SharpCap 3.2 (64bit)
  • 撮影時間: 2020/6/7 14:51 ser形式でgain 320, 12.5ms x 5000フレーム中上位30%を使用
  • 画像処理: AS3にてスタック、ImPPGで細部出し、PhotoshopCCで後処理

 撮影後、自宅の部屋で撮影した画像を見たりして話は全然つきません。そうそう、最近かんたろうさんも私もZEROを手に入れたのですが、この話はまたいずれ。

久しぶりの黒点、結構満足でした。これから太陽活動も活発になっていくのでしょうか。楽しみです。


前回のアンタレス付近の画像処理をする際、フラット補正で結構うまくいったので、別記事で書いておきます。




フラット補正の方法

フラットですが、これまで口径60mm程度の小口径鏡筒はiPadをフラットライトパネルがわりにして使っていました。でもTSA-120位のある程度の口径になってくると、まだきちんと合わせることができません。また、フラット補正情報のS/Nを稼ぐために暗い光はダメで、明るい光なら大丈夫ということもわかってきました。RGBのカラーバランスも大切そうで、液晶パネルはある程度の波長依存性があるという情報もあるようです。

その過程で思ったのが、フラットライトパネルでなく、暗くない自然光が均等にある状態があればいいのではということです。例えば以前見学に行った木曽シュミットでは、ドームの壁に吊るした白いスクリーンを撮影してフラットフレームにしているとのことです。

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最初、口径が大きいのでフラットパネルライトに相当するものがないのでこうしているのかと勝手に思っていたのですが、むやみに明るい必要はないこと、波長依存性があまりないこと、完全に均等でなくてもどうせ焦点は合わないことなどを考えると、むしろこういったシンプルなほうがいいのではと思ったのです。


実際のフラットフレームの撮影

なので今回は撮影は少し暗い部屋で、廊下の障子越しの光を写してフラットフレームとすることにしてみました。

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見ている限り口径60mm程度のローカル範囲では均等、明るさ的にも十分です。ヒストグラムを見ながら、ISO100で露光時間20ミリ秒でピークが中央に来る程度にして100枚撮影しました。

100枚をスタックして出来上がったマスターフレームになります。オートストレッチして周辺減光を見やすくしています。

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100枚のマスターフレームをスタックしたMaster flatをオートストレッチしたもの。

ただしこれだと、天体撮影時に時間変化するようなカブリの移動は補正できません。特に今回は撮影中、薄明に少し入って背景の明るさが変わった時に明らかにカブリが変わったことを実際に見ていたので、1次的な変化で変わるようなカブリはPixInsightのDyamicBackgroundExtraction (DBE)で補正することにします。


バッチ処理でのフラットの補正

まずは1枚目のRAW画像をオートストレッチしてJPGにしたものです。周辺減光がかなりあるのが分かります。

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次に、これらのRAW画像をPixInsightのWeightedBatchPreprocessingの自動処理でフラット補正をして、スタックした実際の結果が下になります。

masterLight-BINNING_1-FILTER_NoFilter-EXPTIME_181.5_PCC_slope

これを見ている限り、周辺減光は相当きれいに除去することができています。

ただ、やはり予想通り、1次的に変化するようなカブリが見られました。これはDBEで4隅のみを4点、もしくはそれぞれの4点の中間も合わせて8点を指定することで簡単に除去することができます。DBEで補正とともに抜き出してみます。


DBEで4点指定のカブリ補正

まずは四隅の4点のだけ指定した場合。除去された部分を見てみます。

masterLight_EXPTIME_181_5_PCC_background2

分かりやすいようにオートストレッチしていますが、きれいに横向きのカブリが出てますね。そのカブリを補正したものが下です。

masterLight_EXPTIME_181_5_PCC_DBE

すでに悪くないです。でも8点指定した場合と比較すると分かりますが、まだ少し濃淡が残っています。


DBEで8点指定のカブリ補正

念のため8点指定の場合を見てみます。

masterLight_EXPTIME_181_5_PCC_background2

masterLight_EXPTIME_181_5_PCC_DBE3

8点指定の方がやはりいいですね。これなら、かなり炙り出しがいのある画像になったというものです。

おそらく4点だと平面、8点だと縦横で2次曲面での補正になるのかと思います。

ここで少しコツですが、スタックしているとディザーなどの画角のズレで、縁の方は一部明るさが違ったりします。その明るさが違う部分に点を打つのではなく、全枚数がスタックされた部分の外側の方に点を打つときれいにスロープが取り除かれます。縁の明るさがずれている部分は後でトリミングすればいいでしょう。


考察

今回の一番のポイントは、周辺減光とカブリをうまく切り分けられたことかと思います。カブリは長時間撮影の場合は変化するはずで、それを平均化したフラットフレーム一枚で補正し切るのは、原理的に難しいはずです。でも周辺減光さえきれいに補正できていたら、あとは簡単なスロープだけで補正できるので、ソフト的に補正してしまえばいいはずです。

こうやって考えると、少なくとも周辺原稿をきちんと補正できる「自然光を利用したフラット補正」は悪くないのかと思います。

今回のフラットフレーム撮影時のポイントは
  • 波長依存性の少ない実際の空に近い自然光。
  • S/Nが悪くならないように光源に十分な明るさがある。
  • 鏡筒がある側の撮影場所は暗く、邪魔な迷光があまり入らない。
  • 光源がフラットになるように、今回は障子を通った光を使った。
  • ランダムノイズが無視できるような十分な枚数。
と言ったところでしょうか。


まとめ

口径が60mmの時は、これまでのフラットライトパネルを使っての補正でもうまくいったことはありますが、これほど周辺減光がきちんとれることは稀で、大抵は補正の残りが四隅とかにあって、毎回DBEで苦労して補正していました。銀河とかならいいと思いますが、全面星雲とか、暗黒帯ウヨウヨとかだと、DBEの多数点指定ではせっかく炙り出したい天体を、無駄に禍補正してしまったりします。

今回の「自然光を利用したフラット補正とDBEでのシンプルカブリ補正」という手法が、例えばまだうまくいっていないTSA-120とかのより大きな口径のものでもうまくいくなら、なかなか確定しないフラット補正のいい手法になるのではないかと思います。引き続き同様の方法で試していきたいと思います。


今週は週末に近づくにつれ、どんどん晴れてきました。透明度も良さそうです。少し月が沈むのが遅いですが、久しぶりの気合の入った撮影です。


久しぶりに気合を入れて準備

木曜の夜、仕事が終わってから少し撮影しようと準備したらすぐに曇って仕方なく撤収。しばらくして寝る直前に空を見たら快晴で、すごい透明度でした。でも次の日仕事もあるので、泣く泣く諦めることに。

金曜の夜も晴れてそうです。この日も昼間の立山を見る限り透明度はまだ良さそう。せっかく透明度がいいので、たまには暗いところに行こうと、機材を準備して車に荷物を積み込みました。と言っても、前回田んぼに映る天の川を撮ったところ。通勤途中を一本外れて山の上に向ったくらいで、自宅からも20分くらいの近距離です。

ターゲットはアンタレス付近です。焦点距離の短いカメラレンズにするか、FS-60CB+レデューサーにするか迷いました。2年前に同じ場所を撮影した時にはまだレデューサーも持っていなくて、フラットナーも旧タイプのもので撮影していました。まずは少し視野を広げた状態で撮ってみようと、FS-60CB+レデューサーを選びました。うまくいったら、いつかもう少し短い焦点距離のカメラレンズで少し広い視野で撮ってみようと思います。

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TSA-120用に用意したガイド鏡もつけたら、結構禍々しい機器になってしまいました。

このレデューサーをつけると、短いアダプターを外さないとピントが出ません。短いアダプターのところを鏡筒リングで固定していたので、それができなくなり、カメラ回転アダプターを内側に入れ込みその外につけたレデューサーを鏡筒アダプターで固定しなくてはいけません。暗いところでこれをやると難しいので、明るいうちにカメラの角度も含めて変更、調整しておくことがコツです。

月がしばらく明るいので出発までに少し仮眠をとります。22時頃、空を見ると少し雲がありますが、昨日のように途中から晴れることも十分あるのでとりあえず出発です。


自宅外での撮影でトラブル続出

現場に到着しましたが、月のある西方向は晴れ。でも肝心の東から南にかけて厚くはないですが雲がかかっています。少し迷いましたが、とりあえず設置を始めます。運良く設置途中からどんどん晴れてきて、全面快晴になりました。

ところが撮影準備の間、いくつかトラブルがあり撮影開始時間が結構ギリギリになってしまいました。
  1. 最近撮影用PCで活躍しているSurfaceでSharpCapのPolar Alignで極軸を取ります。N.I.N.Aで一眼レフカメラでまだ撮影したことがなかったので、今回挑戦しようと接続までしましたが、温度情報が読み取れなさそうなことに気づき諦めました。
  2. 仕方ないのでBackYard EOSに移ろうとしたら、SurfaceにはBackYard EOSがインストールされていないことに現場で気づき、急遽Stick PCに変更。
  3. Stick PCに交換し、BackYard EOSを立ち上げても、なぜかカメラを認識せず。BackYard EOSを再起動したり、PCを再起動したりで、気づいたのはUSBケーブルがまだSurfaceにつながったままだったこと。これだけで20分くらいロスしました。
  4. そのころにはアンタレスが南中を超え始めていたので、赤道儀を反転させたのですが、その後StickPCがネットワークに繋がらなくなりました。StickPCはモニターがないので、ネットワークに繋がってないと画面を見ることもできないのです。外に出た時はELECOMの小型ルーターを持っていっているのですが、とりあえず原因がわからず、PCを再起動してだめ、ルーターを再起動してやっとつながりました。これで10分くらいのロス。
結局トラブルだけで40分位のロスがあり、やっと撮影を始めたのが月が沈んだ30分くらい後の午前1時少し前でした。

でもその後は順調そのもの。以前この領域の長時間撮影で縞ノイズに悩まされたので、今回はPHD2でガイドしながら、BackYard EOSと組み合わせてディザー撮影をします。FS-60CBに0.72倍のレデューサーをつけるので、焦点距離は255mmでF4.3程度になりかなり明るくなります。なので、ISO800で露光時間180秒としました。

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風が多少強かったですが、CGEM IIに軽い鏡筒を載せているだけなので、多少ガイド信号は揺れますがこの短い焦点距離では問題にならないでしょう。一枚撮りでもすでに色が出ていますし、暗黒帯の暗い部分も見えています。期待できそうです。

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薄明までの2時間少し、意外にもちょっと寒いので基本的に車の中で待機です。その間にTwitterに投稿したり、ちょくちょく外に出て久しぶりの濃い天の川を満喫したりと、少し眠気もありましたが、すぐに時間が経ってしまいました。結局撮影できたのは1時間半分くらい。ディザーがそれぞれ1分くらいかかるので、少しもったいなかったです。途中、マニュアルで数枚に1回だけディザーするようにしました。

あ、そうえいば撮影中、なんでも名前解決の問題か何かでずっと天リフ接続できなくなっていて寂しかったです。普段いかに天リフを見ているか実感できました。

薄明開始の午前3時頃、実際に少し明るくなってきたのがわかり、ダウンロードされた画面を見ても背景の明るさが変わってきたので、ここで撤収としました。夏至の近くだと薄明までいてもまだ時間が早いので、寝る時間があるのがいいですね。片付け後すぐに車を走らせ、午前4時頃には自宅に到着し、そのまま寝てしまいました。

次の日、フラットとダークを撮影して画像処理です。フラットは昼間の自然光を利用して100枚ほど撮影しました。ダークは冷蔵庫と冷凍庫を利用して温度を調節しながら撮影。89枚撮影して、適当な温度に入った34枚を使いました。


画像処理

画像処理はいつものPixInsightで、今回はWeightedBatchPreprocessingを使ってみました。出始めの時に少し使いましたが、あまり変化がわからずその後はBatchPreprocessingでした。NiwaさんのブログでWeightedBatchPreprocessingについて詳しく解説されていたので、久しぶりに使ってみました。と言っても比較とかまではしていないのでただ使っただけです。

撮影したライトフレームは35枚で、全て使うことができました。あとは新たに撮影したフラット、ダークフレーム、使い回しのバイアスを使います。後はいつものStarNet++で分離してPhotoshopで処理です。今回は細部を残したかったのでDeNoise AIは無しです。


masterLight_EXPTIME_181_5_DBE_PCC_DBE_AS_all_PS8_cut

  • 撮影日: 2020年5月30日0時47分-3時11分
  • 撮影場所: 富山県富山市小糸
  • 鏡筒: FS-60CB+0.72倍専用レデューサー(合計焦点距離255mm)
  • 赤道儀: Celestron CGEM II
  • カメラ:  Canon EOS 6D(HKIR改造, ISO800, RAW)
  • ガイド: PHD2 + f=120mmガイド鏡 + ASI178MCによるディザリング
  • 撮影: BackYard EOS、露光時間180秒x35枚 = 1時間45分  
  • 画像処理: PixInsight、StarNet++、Photoshop CC

透明度など条件が良かったこともあり、1時間半程度の露光時間でしたが、色もそこそこ出てるのでまあ満足です。暗黒帯もきれいに出ています。今回、思うところがあり、少し派手目にしてみましたがどうでしょうか?

反省点を挙げるなら、青と黄色はいいのですが、まだ赤の諧調が乏しいです。特に下の方の広い赤の領域はもう少し時間をかけたいところでしょうか。

Annotationです。少し文字を大きくして見やすくしてみました。あと今回気付いたのですが、文字の大きさとか変えて再度レンダリングすると、前の文字が残ってしまうようです。その場合、一度ImageSolveからやり直すとリセットされて、前の文字は出てこなくなります。

masterLight_EXPTIME_181_5_DBE_PCC_DBE_AS_all_PS8_cut_Annotated



ちなみに、2年前のものがこれです。

light_BINNING_1_integration_DBE_ABE_color_cut

この日も透明度は悪くない日でした。露光時間が51分で少し短いですが、あとの違いはレデューサーだけです。あ、ディーザーもやってなかったですね。やはり2年の間に色々と進化していると思います。この次の週に3時間撮影したのですが、

light_BINNING_1_integration_DBE_min_color_stretch_ps_cut

縞ノイズが酷くてあまりうまくいかなくて、その後、昨年は天気がよくなかったりとかで、なかなかチャンスがありませんでした。2年越しでディザーもできて縞ノイズも克服できて、やっとそこそこ満足です。


まとめ

自宅外での星雲撮影は久しぶりでした。特にこれだけカラフルな領域はフィルターがなかなか使えないので、やはり暗いところはいいです。天気も良く、透明度が良くて、月もなくて、次の日休みでとなると、年間でも何日もあるかどうか。まだやっと自粛ムードが解けたくらいで、遠征とまでは行きませんが、近征でもこれだけ色が出れば悪くない環境です。まあ、田舎暮らしの数少ないいいところでしょうか。


久しぶりに少しだけ外に出て撮影しました。といっても、通勤途中の道から5分ほど山側に行っただけの場所で、自宅からも20分くらいと、遠征というには近すぎで近征といった方がいいかもしれません。

IMG_5538_all6

  • 撮影地: 富山県富山市, 2020年5月14日0時36分
  • EOS 6D(HKIR改造, ISO6400, RAW), 露出30秒、固定撮影
  • SAMYANG 14mm, F2.8  ED AS IF UMC
  • PhotoShop CC等で画像処理 
山あいの田んぼと天の川で、一枚撮りです。一年のほんの短い期間にだけ撮れる、田んぼに映る天の川で、2年前から狙っていてなかなか実現できなかったショットです。最低限、反射した天の川の色は出たので一応満足です。

撮影日の前日までは月が出ていて天の川は厳しく、撮影日の次の日から雨、とギリギリで選んだ一日でした。事実、天の川の上のを待って撮影開始で、撮影できたのはほんの少しの時間でした。天の川が上にあがり切る前に月が出かってきて、山の際が明るくなってきて終了です。正味40分くらいでしょうか。

惜しむらくは、鉄塔と電線が天の川にかかってしまったところでしょうか。撮影している最中は暗くて全然気がつきませんでした。画像処理の段階で「あーっ!」と。

水が流れていて水面が完全に落ち着いていないので、反射させてもイマイチ明瞭になりません。また、田んぼの反射は暗く、ISO6400としましたが、それでもまだ足りないかもしれません。このレンズではここら辺が限界なのかもしれません。もう1-2段明るレンズが欲しくなりそうですが、これはまたいつか。

画像処理をして出てきた反省材料をもとに、できるならもう一度撮影に行きたいですが、天気がしばらく悪そうなので、苗が伸びてしまうでしょう。一年にほんの何日かのチャンスでした。

M13でのTSA-120とVISACの比較から、どうやら単純にはVISACの方が分解能が上のようです。以前、TSA-120とASI178MCで全く分解能のでなかったM51を、連休中にVISACで再度撮影してみました。




今年初稼働のVISAC

そもそも、TSA-120での撮影の時は透明度も全然よくなくて、風がかなり強く鏡筒が揺れていたので、出来上がりはボケボケ状態で、無理矢理炙り出したような状況でした。焦点距離が900mmと短いので、M51は結構小さく出てしまいます。そこでセンサーサイズが小さく、分解能を出す意味でピクセルサイズが小さいASI178MCを使ったのですが、感度がASI294MCとかに比べると4分の1くらいなので、淡い星雲には不利に働いたのかと思います。

さて、今回は焦点距離が2000mmと倍以上になりASI294MCで感度もいいので、前回よりも少なくとも有利なはずです。口径も120mmから200mmになり光量も2.7倍くらいになるので、それも有利に効くはずです。その一方、これまでの経験からシリウスBトラペジウムではTSA-120の方が有利だったように、星像のシャープさという点ではもしかしたら不利な点が出てくるかもしれません。

さて、この時の撮影用のソフトはまだN.I.N.A.ではなく、APTを使っています。実際にはM13より以前に撮影しています。この日は透明度もそれほど悪くなく、風もたいしたことありません。


やっと画像処理

M13の方を先に処理し出してしまったので、M51の画像処理は後回しになってしまってました。週末の日曜になってやっとやる気が出てきました。

まず撮影した結果をそのままRAWで見てみます。おーっ!一枚でも解像度はすでに前回よりはるかに上っぽいです。

L_2020_05_11_21_28_11_Bin1x1_300s__15C_RGB_VNG

でも少し拡大してみると、

L_2020_05_11_21_28_11_Bin1x1_300s__15C_RGB_VNG_cut

あれ?おにぎり星像、また出たか!? 
M13の時は大丈夫だったのに〜!?
夏になると出るのでしょうか?

しかたないので、三角星像は画像処理で何とかすることにして、とりあえず進めます。

スタックまではいつものPixInsightです。今回もダークは以前の使い回し、フラット補正はサボってなしです。あ、一つトラブルがありました。最初、BatchPreprocessingが途中でスターアラインメントのところで止まってしまったのです。探ってみると、Debayerで色がおかしく出てしまています。よくわからないので、マニュアルで最初から探っていくと、どうやら一番最初のCalibrationのダーク補正のところでおかしくなっているようです。

心当たりを探ってみると、今回StickPCではなく、もっとパワーのあるSurfaceマシンで撮影して、その際APTを新規に入れたものを使ったのです。その際、オフセットの値をきちんと確認しなくて、小さな値を入れてしまっていたことが原因です。ダークファイルは使い回しで、そのオフセットはライトフレームよりも大きかったのです。ダーク補正をする際に、大きくオフセットを引きすぎてRGBのうちRとBの背景が0より小さくなってしまって、完全に緑がかった色になってしまっていました。

ここでどうするすればいいか、困ってしまいました。結局やったことは、PixInsightのHistgramTransformationの「shadow」を上げてmaster dark frameのオフセットを小さくしてみたことです。

dark_offset_cut

画面はわかりやすいようにDebayerしてカラー化してオフセットを取っていますが、実際にはBayer配列のままやっています。でもこの方法で本当に正しいのかよくわかりません。いずれにせよ、これで作ったmaster dark frameでダーク補正をすることで、背景が真っ暗になるようなことはなくなりました。そのままBatchPreprocessingでも最後まで処理できるようになりました。

その後、ABEとPCCで処理し、ArcsinhStretchで途中までストレッチして、最後はHistgramTransformationでストレッチしてPIはおしまいです。

次のトラブルは、StarNet++があまりうまくいかないことでした。大きな星は分離できてますが、細かい星がほとんど分離できません。

light_BINNING_1_integration_ABE_PCC_AS_SNP

light_BINNING_1_integration_ABE_PCC_AS_SNP_cut

何が原因か知りたかったので、とりあえず今回は2つ試して見ました。
  1. 一つはもう少しストレッチして明るくしてからStarNet++をかけて見ましたが、こちらはほとんど影響なしで分離できる星は変わりませんでした。
  2. 次にやったのが、MorphologicalTrasnformationで三角を丸に直してからStarNet++をかけて見ました。そうすると、もう少し分離でき流ようです。どうやら星の形(真円に近いという意味)を見分けて判断していることが分かります。
でも結局はかなりMorphologicalTrasnformationをかけなくてはならず、星雲部分や背景まで崩れてくるので、こちらも適用は諦めました。結局StarNet++で大きな星だけが分離できた状態で画像処理を進めました。その代わりに、分離できた分だけの恒星部の画像を作って、それをMorphologicalTrasnformationで三角になったのを少し緩和しました。


結果

画像処理の結果です。

「子持ち銀河M51」
light_BINNING_1_integration_ABE_PCC_AS_all_PS3_cut
  • 撮影日: 2020年5月13日21時22分-23時27分
  • 撮影場所: 富山県富山市下大久保
  • 鏡筒: Vixen VC200L
  • 赤道儀: Celestron CGEM II
  • カメラ:  ZWO ASI294MC Pro + サイトロン QBP (37.5mm)
  • ガイド: PHD2 + f=120mmガイド鏡 + ASI290MMによるディザリング
  • 撮影: APT、ゲイン220、温度-15℃、露光時間300秒x26枚 = 2時間10分 
  • PixInsight、Photoshop CC、StarNet++、DeNoiseで画像処理

今回はかなり分解能も出ています。M101に続いて、焦点距離の長い口径の大きい鏡筒を使えば、光害地でQBPを使って、もう少し小さい系外銀河の撮影もそこそこ可能だということが分かりました。

画像処理でVISAC特有の三角星像もそこまで目立たないくらいにはなりました。でも、前回のM13で三角になることはなくて、なんでM51は三角になったのでしょうか?赤道儀の向きにも依存しているのかもしれません。もしそうだとすると、光学的な問題というよりは、メカ的な振動の可能性もあり得ます。こちらはもう少し調べてみます。


まとめ

富山の明るい北の空で、何とか系外銀河を狙う目処がやっとついてきました。おにぎり星像はまだ問題ですが、四隅で流れるようなことはないので画像処理の範囲である程度補正することはできます。それでももう少し、根本的に何が原因か探りたいと思います。


前回のTSA-120に引き続き、VISAC (VC200L) でM13を撮影してみました。




撮影時の様子と結果

と言っても撮影したのは前回の画像処理をする前。なので、反省点は生きていません。撮影条件なども基本的には同じです。

大きく変わったのは、鏡筒はもちろんですが、撮影時間を3時間以上と大幅に増やしたこと。まあこれも増やしたと言うよりは、放って置いたら3時間経ってたと言うのが正しいので、3時間に「増えてしまった」と言った方がいいのかもしれません。あと、撮影にN.I.N.A.を使ってみました。結構よかったので、これは次の記事でレポートします

撮影時に気づいたことといえば、TSA-120は鏡筒自身が長いので時間が経つとCMOSカメラ側が三脚に当たって、それで撮影が終わることが多いのですが、VISACは焦点距離が長いのに物理的な長さは短いので全然大丈夫なことです。実際、M13が天頂を超えてしまって、あーもう当たってるかもと思って急いで見に行ったらまだ全然余裕で、その後30分くらい撮影を延長しました。

撮影結果です。

light_BINNING_1_integration_ABE_ABE_PCC_STR_PS_decom3
  • 撮影日: 2020年5月14日21時9分-5月15日0時48分
  • 撮影場所: 富山県富山市下大久保
  • 鏡筒: Vixen VC200L
  • 赤道儀: Celestron CGEM II
  • カメラ:  ZWO ASI294MC Pro + サイトロン QBP (37.5mm)
  • ガイド: PHD2 + f=120mmガイド鏡 + ASI290MMによるディザリング
  • 撮影: N.I.N.A.、ゲイン220、温度-15℃、露光時間300秒x38枚 = 3時間10分 
  • PixInsight、Photoshop CCで画像処理

中心部です。

light_BINNING_1_integration_ABE_ABE_PCC_STR_PS_decom3_cut



画像処理について

画像処理をした後の、いくつかの反省点と検討事項です。
  • StarNet++を試しましたが、相当明るい構成のみを一部分離できただけで、使い物になりませんでした。球状星団には向いていないです。
  • 背景ノイズを消す目的で試したのですが、相変わらずDfine2もDeNoise AIも微光星が崩れしまって、悪影響の方が大きいです。今回も使いませんでした。
  • 露光時間が長いので背景ノイズが滑らかになり、微光星とはかなりはっきり分離できています。逆に一番の問題は、露光時間が長いのでやはり星像にシャープさが無いこと。シャープさを出すために、Sharpen AIとNik collectionのSharpner Proとか色々試しましたがほぼ全滅で、唯一まともだったのがPixInsightのDecombolutionでした。ちなみに、月とかでRegistax代わりに使うMultiscaleLinearTransformも背景ノイズが増えたように見えるのでダメでした。
  • Decombolutionはまだあまりパラメータとか理解できていないので、ほぼデフォルト。Wavelet layerはデフォルトの2つだと不十分なようで、4つに増やしました。他にかなり効いたところがDeringingです。これもデフォルト設定ですが、オンにすると背景のノイズの崩れ具合がかなり改善されました。このおかげでシャープさが少し回復したのかと思います。
  • まだ口径200mmの分解能には迫っているとは思えません。特に明るい星が肥大化してしまうのはコントラストなども関わってくるので、難しいです。
  • 具体的に言うと、星が密になる境のあたりに3つ赤い星が固まっていて、一番外側の星の横に青い小さな星があるのですが、この3つの星がどうしてもくっつきがちです。シャープな画像を見ているともっと分離しています。次に短時間露光を試すときに、ここの分解能を出せるのかどうかがポイントかと思っています。
  • 以前問題になった、星像おにぎり化現象、一旦は出なくなったのですがはたして今回はと言うと、とりあえず星像を見る限り丸で、どうやら大丈夫なようです。でもこれまだ、調整不足で星像が肥大化して見えなくなっただけの可能性もあるので、結論は先送りです。

背景について

背景をわかりやすくするためにガンマを上げたものを載せておきます。

light_BINNING_1_integration_ABE_ABE_PCC_STR_PS_decom_gamma2

微光星とノイズがはっきりと見分けがついているところが今回進歩したところでしょうか。

その一方、よくみると背景に黒いシミのようなものがたくさんあるのがわかります。これがどこから来ているのか不明です。周辺減光を見てもわかりますが、今回フラット補正をしていないので、フラット補正をしたらうまく取れるかもしれません。まだフラット補正に絶対の自信がなく、出来る限り躊躇してしまっています。きちんと検証するいい機会なのかもしれません。


TSA-120の画像とVISACの画像の比較

面白いのはここからです。M13の画像をTSA120とVISACの場合で比較してみました。日にちも条件も違うので、完全な直接比較にはならないのですが、いくつか面白いことがわかりました。わかりやすいように、中心部の画像の右上4分の1を切り取って並べます。左がTSA-120、右がVISACになります。

detail_comp_TSA120_VISAC

まず、分解能についてですが、VISACの方が圧勝です。そもそも焦点距離が倍以上長いので、同じCMOSカメラで撮影した場合焦点距離の長いVISACの方が有利です。また、VISACの方が撮影時間3時間以上と3倍近い時間をかけているので、背景ノイズが小さくなっていて、微光星がよりはっきりと分離されています。
一方、明るい恒星に関しては隣同士の距離がTSA-120でもVISACでもあまり違いがありません。ここら辺はトラペジウムのE、F星がTSA-120では余裕で見えてVISACでは見えたことがないというところに通じるのかもしれません。もちろん、両撮影とも5分と露光時間が長いので、共に明るい星が肥大化してしまった可能性もあります。

星の色についてですが、基本的に白、オレンジっぽい赤、緑よりの青の3つに分かれるのは前回と同じです。赤と青がバラバラに散らばっているので、収差とかではなさそうです。また、どの星がどの色になるのかの再現性はあるようです。QBPのせいかなとも思ったのですが、他の方の画像を見ても同じように3種に分かれているのが多いです。やはりフィルターが入っているのかとも思ったのですが、Wikipediaの写真や、NASAの写真も同じような傾向です。これは一般的にこれで正しいのか?これも課題の一つです。

VISACの星像が横に伸びてしまっています。光学系のせいなのか、撮影時の流れなのか不明ですが、解決しなくてはダメそうです。TSA-120は流石に真円に近いです。

次に、左上のICIC4617周りを比較してみます。左がTSA-120、右がVISACです。

comp_IC4167

調べてみるとIC4617が15.14等級だそうです。Stellariumが18等級までデータを持っていて、改めて画像を見ると17等級後半とかは余裕で見えています。例えば、IC4617の右上にある3つ並んだ星の一番遠い矢印で指しているのが17.8等級です。VISACだと余裕ですが、TSA-120だとギリギリ見えてるかどうかというところでしょうか。

VISACはさらに暗い星が見えているようですが、もうデータがないので何等級かわかりません。きちんとデータと比べて限界等級を知っておきたい気もします。


まとめと、今後の課題

さて、VISACによる3時間撮影で、微光星の分解能は格段に上がりました。でも明るい恒星の肥大問題はまだ存在しているようです。こうやって考えると
  • VISACで10秒クラスの短時間露光撮影
  • TSA-120でシンチレーションのいい日に3時間クラスの長時間撮影
のような方向で攻めるのが次の目標でしょうか。でも、シリウスBとかトラペジウムとか考えたら、
TSA-120で10秒クラスの短時間露光撮で他数枚というのが手持ちの機器では解なのかもしれません。


 

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