ほしぞloveログ

天体観測始めました。

カテゴリ: 観測・撮影

原村星まつり2019 (その1): 初日からの続きの記事です。


朝起きると、なんと快晴 

原村星まつり2日目。朝7時頃に起きると、空はなんと快晴。なんでも午前2時頃から晴れたとか。でもかなりの人が諦めて寝てしまっていたようです。私も午前1時までは起きていたのですが、もう晴れないと思い諦めてしまいました。

朝は富山のIさんと少し話をしました。実はお風呂に行こうとしていたのですが、「まだ空いていないのでは?」と言われ調べてみると朝10時からとのこと。Iさんに言われなければそのまま出発してしまうところでした。

風呂のついでに朝食でもと思っていたのですが、仕方ないので持ってきていたレトルトのカレーとご飯をカセットコンロで温めて朝食にしました。その時もすでにほしぞloveログの看板を見て訪問者が。(実際にはライターなしでついたのですが、壊れていると思って)コンロをつけるライターを貸していただきました。ブログを見てきてくれるので話もしやすく、とても嬉しいです。


毎年恒例、タカハシブースでの飽くなき戦い

午前9時過ぎになるとタカハシブースでの販売があります。今年も相変わらずものすごいです。あまりの人だかりで、私は完全に戦意喪失。後で空いてる時に行きましたが、今回はあまり欲しいものがありませんでした。あ、一つだけ、スリービーチの反射が販売されていました。ロゴが取れているのが惜しかったです。ロゴがきちんと残っていたら買っていたかも。どれくらいの見えなささか知りたいと言ったら、店員のS君が「そう言った意味ではよく見える方なので、期待はずれかもしれない」とのことでした。

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朝の販売時の様子。9時10分からで、9時15分に行ったらこんな感じでした。

FCT-100(追記: 初出間違えていました。2枚玉のFCー100かと思っていたら3枚玉のFCT-100。だから少し高かったのですね。)が出ていましたが、この間やっと(白濁したジャンクの)FC-76を手に入れたばかりなので、今回は断念。でもちょっと欲しかったです。

FC-76といえば、5月に閉店したスターベース名古屋店の元店長も会場で会うことができました。白濁していても綺麗に撮影までできたことを報告すると、「貰ってくれるべき人のところに行ったみたいで良かったです。」というようなことを言ってもらえました。とても嬉しかったです。その際、あの白濁はすでにタカハシの工場で清掃もしてあって、それでもあれだけ残ってしまったということを聞くことができました。どうやらこれ以上は研磨かレンズ交換しかないようですが、レンズ交換をすると焦点距離が少し短くなって、レデューサ(もしかしたらフラットナーと言っていたかも)とカメラ回転装置をつけるとピントが出なくなるということを聞きました。なので、やはりレンズ交換もきちんと考えてから実行したほうがいいようです。あ、鏡筒を切って短くすればピントは出るそうですが、流石にタカハシを切るのはちょっと気が引けます。


お風呂

さて、そんなこんなで午前10時前になったので、「もみの湯」という一番近いお風呂に行きます。会場からは1キロ以上ありそうですが、下り坂で歩いて行けない距離ではないです。お風呂に着くと星関係の人ばかり。20人くらいはいたでしょうか。地元住民は500円らしいのですが、星関係の人は皆地元でないので、一般の650円を払って入場します。お風呂場では名古屋のドブ使いのHさんと話しました。露天風呂もあり、星仲間が朝から盛り上がっています。私も話の輪に入りますが、買い物もあるので先に出て、車でスーパーに買い出しです。スーパーもコンビニも同じような距離のところにあり、会場からは車で10分くらいです。氷とかを多めに買い、朝昼ご飯を少し買い込みすぐに会場へ戻ります。


星まつりでの子供達

会場では子供向けのブースやイベントもたくさんあります。Sukeはいつもの紙飛行機ブースで初日から入り浸りですし、Natsuも2日目からは会場で楽しんでいたみたいです。前回星まつりで友達になったY君が今年も来ていて、今年も3人一緒にずっとつるんでいたようです。Y君もNatsuと同じ中3。二人とも受験生なのに今年も参加です。

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紙飛行機飛ばし大会では、3人とも入賞。中でもSukeは6位で、3人とも豪華な景品をもらったみたいです。他にもプラネタリウム作り教室や、理科実験ブース、手作り望遠鏡教室、化石掘り、天文クイズなど、子供向が来ても飽きないようになっているので、小さなお子さんとの家族旅行がてらでも十分楽しめると思います。何より、夜に望遠鏡でいろいろ見せてくれるのは星まつりならではだと思います。

もう子供の面倒を見ていなくても、勝手に遊んでくれているので楽なものです。寄ってくるのはご飯の時くらい。ちょっと寂しい気もします。旅行先で、親から少し離れて3人で遊ぶのは楽しかったみたいで、いい思い出になってくれればと思います。Sukeは「来年も絶対行く」、Natsuも「もう一年くらい行ってもいいかなあ」とか言っていますが、多分来年はもうついてこない気もします。


星仲間たち

この日も昼間は結局風呂から戻ってしばらくで全面曇り出し、一時は結構な雨が降りました。曇っている昼間に、ほしぞloveログの看板に気づいて車のところに来てくれた方もたくさんいました。FS-60CBでの電視観望セットアップと、魔改造10cmアクトマートPSTを興味深く見てくれる人も多く、天文談義に花が咲きました。Twitterでフォローしてくれている人で、昔天文少女だったという奥様の方が星が好きで、旦那様とお嬢さんと一緒に訪れてくれて、やっと実物を見ることができたと喜んでくれた方もいます。SCOPETECHのブースとほしぞloveログが目的で、もう大満足だと言ってくださって、とても嬉しかったです。(追記: あとからマリーチさんという方だとわかりました。)

これは多分初日だったと思うのですが、kaienさんに手作りのFS-60用のバーティノフマスクをいただきました。kaienさんのブログで希望者にお渡ししますと言う募集があって手を挙げていたのですが、なにぶんkaienさんとお会いしたことがないので見つけられるか自信がありません。でもちょうど私を知っている方が近くにいたので、kaienさんの方から声をかけていただけました。3Dプリンタで作ったという小さなバーティノフマスク。なかなかこんなの市販されないので、大事にしようと思います。kaienさん、どうもありがとうございました。

会場には富山勢もたくさんいました。仲のいいかんたろうさん、星まつりでしょっちゅう会うY君、朝お話しした、以前雑誌をたくさんいただいたIさん、他に私の車の富山ナンバーを見て話しかけてくれる方がいて、聞いたら車で数分くらいの本当に近くに住んでいる方もいました。運営の方で少し関わっているようで、コンサートのときに本部前でいろいろされていました。残念ながら県天の方は最近加入したかんたろうさんとY君以外はお見かけしませんでした。

他にも、12月から初めて恐ろしい勢いで電視観望を組み上げたYさん、天体望遠鏡博物館のSさんとも会うことができました。でもごめんなさい、今回あった方だけでも、もうハンドルネームと顔と名前がごちゃごちゃで、間違えた人と思って話していたりしたかもしれません。顔と名前を覚えるのが実は苦手で、たまにとんでもない失礼をしてしまうのでいつも困っています。もし勘違いとかしていたり、名前を忘れてしまったりしていましたら本当に申し訳ありません。

2日目午後は何かいろいろ忙しくて、抽選会やオークションはあまり参加できませんでした。抽選会は子供に任せっきりでしたが、ほとんど何も当たらずに、最終日に残った人たちだけで実施されたかなり率のいい抽選会で、やっと恐竜の3Dのポスターを手に入れてました。この日のオークションは少しだけ見ていたのですが、その時に面白いことがありました。忙しくてTwitterをあまり見ていなかったのですが、オークションで時間があったのでTwitterをチェックしてみると、昨年小海ですれ違ったAramisさんが「オークションを今見ている」と!すかさず会場の真ん中にいますと返事をしたら、後ろの方から出てくる人がいて、「あ、Aramisさんですか?」と無事に会うことができました。Aramisさんもっと年配の方かと思っていたら実際はかなり若い方で、奥様と小さなお子様を連れて家族旅行をかねてということでした。奥様とも少しお話しさせていただいたのですが、星にものすごく理解のある方で、とてもうらやましい一家です。


夜の部

一部で話題になっていた重力波の講演。私自身は"聞くこと"はできなかったのですが、聞いていた方の話によると会場はかなりの熱気で、話もわかりやすくて面白かったとのこと。途中から後ろの方で立ち見まで出ていて、午後8時台でこれだけの人数が集まるのは珍しいのではとのことです。最後の方に天文マニア向けに天体写真撮影時の振動対策みたいな話があって、こちらはイマイチだったという人と物凄く参考になったという人で分かれていたみたいです。質問も次々出ていて、終わってからも質問で囲まれてたみたいなので、かなり盛り上がっていたのではないかと思います。星まつりでの話がマンネリ化しているので、こういった宇宙の話も新鮮で良かったという話を何人かの方から聞きました。講演が充実している小海の「星と自然のフェスタ」でもこんな宇宙に想いを馳せるような話があるといいなあと思っています。

この日は暗くなり始めた頃から、薄雲はまだ結構残っていましたが、木星は比較的明るく夏の大三角がそこそこ認識できるくらいで、そこそこマシな状況でした。本部前や観望エリアではたくさんの人が望遠鏡を覗いています。中でも、8インチRASAとASIAirで電視観望をやっていたKYOEI?のブース前はかなりの人だかりでした。私が見たときはあんな明るいブースのところで網状星雲を余裕で色付きで見せていました。さすがRASAです。ある意味単焦点の究極みたいな明るさなので、電視観望の理想の形の一つと言えるかもしれません。


ちょっとまったり座談会

22時前くらいでしょうか、昼間にほしぞloveログの看板を見ていた人で電視観望に興味があるという方達が集まり出しました。メンバーはわかっている限りかんたろうさん、Aramisさん、半田からきているいのさん、けーたろさん、けーたろさんの大学時代の友人であとから来られたKさん、さらに以前シュミットでお会いして以来ちょくちょく交流のあるアルさんと小学2年のお嬢さん。

ただ、空はこの頃には結構曇っていたので、とりあえずは天文談義です。ネット上では知り合いなのですが、実際に会うのは初めての方も多いので、自己紹介から始まります。自己紹介といってもすぐに脱線して、いつ星を始めたとか、天文少年時代の話、機材の話、撮影の話など全然話題は尽きません。自己紹介が一周するのに1時間近くかかったのではないでしょうか。特に、撮影場所の話が盛り上がって、有名どころにいったことない私は聞いたことある場所の名前で想像するしかなく、メジャーな撮影場所でのその場の雰囲気に少し憧れながら聞いていました。

Alamisさんがされた奥様の話がよかったです。なんでも、何か機材を買うときはまず奥様に相談するそうです。例えば「レンズを買いたいが、候補はこれとこれとこれ、それぞれいくらで、満足度はこれくらい」とかいうと、客観的にじゃあこれがいいんじゃない?とアドバイスをもらえるそうです。まるで夢のようなご一家です。Aramisさんの奥様への気配りを見て、私も少し反省しました。妻はなかなか星のことまでは理解してくれませんが、私が多少物を買っても、遠征に行っても文句はほとんど言わないし、今回も原村についてきてくれるし、かなり幸せな状況ではないかと思うようになりました。

アルさんの小2の娘さんと、うちのNatsuがなぜか大の仲良しで、2日目晩にアルさんが到着してからずっと一緒に会場を回っていたみたいです。Sukeと会場で友達になったY君も一緒に、中3二人、中1一人、小2一人という、なんとも楽しそうな組み合わせで、座談会の最中もずっと4人で遊んでいて、すぐに何処かに行ってしまいます。妻とNastuのペンションの門限が23時なので、23時前にNatsuがいなくなってから今度は3人でまた何処かに行ってしまい、なかなか帰ってきません。

途中午前0時頃でしょうか、アルさんが明日も仕事ということで、帰ろうとしても全然戻ってこないので何人かで探しに行きました。しばらく探しているとアルさんから電話で「いた」と連絡があり、そのついでに我々は話題のナイトビジョンを見せてもらいました。ちょうどパックマン星雲が入っている時で、こちらは完全リアルタイムで見えるので、非常に面白かったです。何かチカチカするのが見えたのですが、ナイトビジョン特有のノイズなのかと思います。ナイトビション興味はありますが、なにぶん値段が...。本当に一桁違うみたいです。


やっと電視観望

0時過ぎ頃からでしょうか、空の様子がだんだん良くなってきました。0時半頃からは天頂を横切る天の川をはっきりみることができました。唯一南の低空の空がずっと曇っていて、射手座方向の星雲が見えなかったのが残念でしたが、すでに上ってきている秋の星座まで十分に楽しむことができました。集まった皆さんは電視観望に興味があってきてくれているので、十分に楽しむことができたのでとてもよかったです。実は集まったメンバーの中ではかんたろうさんが23時半頃、明日の木曽シュミットのボランティアのために帰宅。後で聞いたら結局晴れた空を見れなくていつもタイミングが悪い、あともう少しいればよかったと悔やんでました。

さて、お待ちかねの電視観望です。まずは定番のM57から始まります。まず、色がはっきり出てきているので「おおーっ!」と声が上がります。電視観望のことは少なくともこのブログで見て知っている皆さんですが、その場でここまで見えるとは認識されていなかったのかもしれません。

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M27亜鈴状星雲も綺麗に見えています。

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この日は北アメリカも結構映りました。暗い空なのでQBPは入れていませんが、もしかしたらQBPを入れたらもっと綺麗に赤が出るのかもしれません。今度また暗いところの電視観望で試してみようと思います。
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M13も面白いです。
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二重星団は電視観望よりはアイピースで見た方がいいです。
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M31アンドロメダ銀河。秋の星たちも、もう見え始めています。
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最後に、カメラレンズに変えて口角を天の川で見て、もう午前1時前でしょうか、いろいろ見ていたらPCが電池切れ。それほど長い時間ではなかったですが、空の様子もよく、電視観望で見る星雲星団も結構満足したもらえたのかなと思います。また再会を誓って、ではそろそろと解散となりました。


電視観望第2部

はあ疲れた、もう片付けようと思っていたら、すぐに別のお客さんが二人来てくれました。若く見えるので聞いてみたら、学生さんとのことです。電視観望に興味があるということだったので、PCの電池を別電源で改めて充電して、再び見始めます。まだセットアップが残っていた天の川を見てもらいます。

東の空、天の川の薄い方です。すでにスバルが下の方に見えています。でも下の方は少し雲がかかっています。

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中心部ですが、iPhoneのピントがずれてしまいました。目で見ると白くしか見えない天の川も、COMSカメラで見ると色がついて見えます。
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その後、第一部電視観望会と同じようにM27とかM57とかアンドロメダとか巡ります。この時のM27とアンドロメダの写真が残っていました。空も良くなっていて、上のよりも少し綺麗に出ています。
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二人とも電視観望に興味がありそうなので、できる限りの技術を見せます。それでも午前2時過ぎでしょうか、とうとう空が曇ってきました。ところがそこでは終わらず、結局ずーっと3時半近くまで話し続けていました。一人はあせとあみのふぇんさんといい、私のブログもよく見てくれているそうです。ちょうど少し前にあせとあみのふぇんさんモノクロで電視観望にトライしていたTwitterの投稿を見た覚えがあります。もう一人は同じ大学の天文サークルのメンバーで、この星まつりでAZ-ZTiを星まつり特価で購入して満足気です。あとで、Twitterでせきしょうさんという方だとわかりました。サークルの観望会で電視観望をやってみたいとのこと。実はあせとあみのふぇんさん、帰ったら早速電視観望を試していました。都内ですがそれでもそこそこ見えて驚いたとのこと。行動が早いです。この二人とは、大学のこと、サークルのこと、仕事のこと、もちろん星のことかいろいろ話し込みました。こうやって若い学生と話すのもまた期待が持てて、とても楽しいです。

さすがに次の日運転もあるので、そろそろ寝ようかと解散し、後片付けをして寝たのは午前4時くらい。もう薄明はじめくらいでした。今晩も車中泊、疲れてすぐに眠ってしまいました。

3日目に続きます。

白濁したレンズを納得済みで購入したFC-76を使って、干潟、三裂、猫の手星雲撮影した画像の仕上げです。いろいろ紆余曲折して時間がかかってしまいました。


3枚の画像を合わせて処理

まずは前回の記事で使った、3枚の画像をまとめて仕上げてみました。FC-76とFSQ-60の2機種で、FC-76は180秒と300秒露光の2枚、FS-60Qは300秒露光が1枚です。総露光時間はそれぞれ30分なので、計1時間半分の画像があるわけです。

まずPixInsightのStarAlignment機能を使って3枚をあわせてスタックするのですが、鏡筒が違うので星像には微妙なズレが出てしまいました。

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例として右上隅の様子。星像の下半分が二重になっています。
上半分がずれていないように見えるのは
画角のずれで重なり合っていない部分だからです。

このずれはデフォルトの位置と回転のみでは補正しきれないので、StarAlignmentのいくつかのパラメータを調整します。

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触ったところは「Registration modl」を「2-D Surface Splines」にしたこと。これは2次元スプライン補間で画面全体を歪ませるモードです。でもこれだけだと不十分で、さらに「Distortion correction」をチェックしたこと。これは非線形な歪みを修正するとのことです。これで周辺部までずれずに綺麗に星像を合わせることができました。


結局2枚だけ使うことに

ここで問題に気づきます。

まず、FC-76が1.04倍のフラットナーを使っているので焦点距離は624mm、FS-60Qは600mmとFS-60Qの方が少し広いエリアを写しています。FS-60Qで写したの画角の中に、FC-76で写したエリアが全て入ってれば何の問題もなかったのですが、FS-60Qへの切り替え時に時間がなくて焦っていていくつかの確認工程を省いてしまい、狭いFC-76の方にしか写っていない部分があることに気づきました。しかもカメラの回転角のチェックも甘かったので、回転でも15度位ずれていたようです。

共通する部分だけを取り出そうとすると、かなりトリミングしなくてはいけません。それに加えて、FS-60Qの星像がピンボケで肥大していること、おそらく口径が小さいことによりノイジーに見えることなどを鑑み、FC-76で撮影した2枚のみを使うことに決めました。


2枚だとダメ!?

しかしここでもまた問題が発生。PixInsightのImageIntegration機能(スタックのことです)は何と最低3枚からしか動かないようです。他のソフトに行くか迷って、それでもいろいろ調べていると、PixInsightの英語のフォーラムの中に同じ画像を登録してしまえばいいと言う記述を見つけました。このページを見つけるためにgoogleで検索したワードは「pixinsight integration two image sources」です。では、なぜこのワードが出てきたかというと、PixInsightで2枚のみでIntegrationしようとしたら

"This instance of ImageIntegration defines less than three source images."

と出てきたからです。普通 "source images" という単語はパッとはなかなか出てきません。このようにエラーメッセージからヒントを得て、PixInsightとつけて検索してやるとすぐに

"ImageIntegration can't integrate 2 images? - PixInsight"

というページが2番目に出てきたと言うわけです。ちなみに日本語のページではこのような情報を見つけることはできませんでした。

さて、2枚の画像を2回登録して4枚にしてスタックしてやると無事に完了。ただし、少しカブリが残っているようなので、DynamicBackgroudExtractionで暗黒帯もなさそうな暗い部分を6-7点ほどのみ選んでカブリを除去しました。少し色がずれているようなので念の為PhotometricColorCalibrationをして、その後ScreenTransferFunctionでAutoStretchをして、HistgramTransformationで適用します。あとはPhotoshop CCに引き渡し、画像処理です。


最終画像

Photoshopで色々いじって、最終的にできたのが以下の画像です。

integration_DBE_PCC_stretched3
富山県富山市下大久保 2019/6/25 22:02-23:21
FC-76 + QBP + 新フラットナー+ CGEM II + EOS 6D(HKIR改造)
f=624mm, F8.2, ISO3200, 露出180秒x10枚 + 露出300秒x6枚, 総露出60分
PixInsightでダーク、フラット補正、スタック, Photoshop CCで画像処理


普段あまりしていないのですが、今回は少し茶色いモジャモジャも出してみました。でも高々トータルで1時間分の画像なので、まだまだノイジーです。ところでこのモジャモジャ部分って名前あるのでしょうか?モジャモジャの間の黒い部分は暗黒帯でいいんですよね。

あと、参考に四隅の切り出し画像を示しておきます。FC-76に新フラットナーをつけたもので、300秒露光したJPG撮って出し画像をオートストレッチしたものです。6Dなのでフルサイズです。これを見る限り、ほぼ点像ですね。新フラットナーいい仕事しています。

M8_LIGHT_6D_300s_3200_+24cc_20190625-22h51m58s692ms_8cut



まとめ

今回白濁したレンズが付いているFC-76で撮影して、上で示したくらいまで写すことができました。これがオリジナルのFC-76に比べてどれくらい劣っているのかはまだわかりませんが、少なくともまともなFS-60Qに比べて、遜色ない程度に撮影することはできるのは示すことができたのではないかと思います。

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改めて白濁が見えやすいように撮ってみました。
一様でもなく、濃いところ薄いところもあります。
結構ひどいことがわかるかと思います。

ではこの白濁の度合いはどうなのでしょうか?これだけ写るのならそもそも大した白濁でないのじゃないか?という疑問も出てきます。単に大げさに騒いでいるだけではないかということです。なので今一度自分自身でも確認の意味を込めて、まとめておきます。
  1. 対物レンズが白濁したFC-76をスターベース名古屋店で閉店直前に格安で購入しました。白濁があるため、タカハシ直営店ではジャンクとみなしてそれだけの値段しかつけることができなかったということです。
  2. 昼間明るいうちに見てみると、接眼側からアイピースを外してのぞいてみると対物レンズは真っ白近く。これはダメだろうと半分諦めながら実際にアイピースで覗いてみたのですが、解像度にため息が出て、少し眠い気もするが、白濁なんか全く気にならないレベルの鏡筒であることがわかりました。
  3. 眼視で月を見ると、FS-60Q年隠して多少コントラストが低下するところがわかりましたが、単体で見たら(少なくとも私レベルでは)絶対気づかないくらいの影響しかなかったこと。
  4. 撮影でも、と言うよりは眼視よりもさらに白濁の影響は少ないのでは、という今回の撮影結果を得たこと。
要するに、メーカーの直営ショップが白濁部分をジャンクレベルと評価し(おそらく世間一般でも同様の評価かと思いますが)安い値段をつけたものであるが、撮影まですると実は性能はその値段ほど落ちているとは思えないというのが今回の結論かと思います。もちろん、白濁していること自体が嫌な方がいるのは十分理解できますので、売値としては正しいものなのかもしれません。でも私は、白濁にさえ目をつぶれば性能的にはいまのところ不満はないので、十分満足です。むしろこの値段でこれだけ面白い経験をさせてもらったので、それだけでお得感満載です。

最後の疑問、これからもこの白濁レンズFC-76を撮影に使うかと言うと
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今回は間違いなくこれからも使います。だってホント、全然問題に思えないんですもの。


CANPの帰り道、太陽で活躍されているS氏と話すことができ、その縁で以前飛騨天文台で数多くの民生用の太陽用のHαフィルターを測定し、性能評価をしたまとめのプレゼンファイルを送っていただきました。そのファイルの簡易バージョンは出回っていて、ここで見ることができます。送っていただいたのは、この簡易版とともにもう一つ140ページもあるもっと細かい測定データまで載っているものです。

元々持っていた疑問は、ファブリーペローエタロン(Hαフィルターのこと、以下エタロンとか呼びます)の精度はどれくらいのものが出回っているかということ。ここのアホな記事のコメントの一番最後にも書いてある通り、ずっと疑問に思っています。私が持っているPSTのエタロンはお世辞にも精度がいいとは言えるようなものではないと思います。今使っている1000mmの鏡筒でASI290MMを使って直焦点で見ると、撮影画面全体を太陽光球面で埋めることができて、その中でHαに中心周波数があっていると思われるところは面積で言って30-40%もあるかというところでしょうか。もちろんPST標準の400mmの鏡筒を使えば全体像を見ることができ、エタロンの一部のみを使っていることになるので、中心周波数があっていると思われるところも見かけ上増えます。でもやはり太陽像全体を一度に見て、光球面すべてで中心周波数があっているようなエタロンが欲しくなります。でもそもそもそんなものが民生品で存在するのかどうか、PST以外の他のメーカーのエタロンの性能はどれくらいなのかというのを知りたいとずっと思っていました。

資料をいただいて、ここから導き出せた結論はというと、確かに全面をHαで見渡せるくらいの精度のエタロンは存在するが、相当選別しなければならないのではということです。CANPの帰り道のS氏との会話の中で、製品にとてもバラツキがあり、例えば実際に見て一番いいのを選んだという話がありました。上で挙げた簡易版の資料のP10をみても少しわかりますが、今回いただいた資料の中(おそらく太陽を相当マニアックにやっている方たちが持っているエタロンなので)の各測定結果をみても、性能にいい悪いがあることがわかります。見えると思っているもの中にもそれぞれ性能にバラツキがあるようです。まず中心周波数の半値全幅ですが、同じ型番のものでもバラツキがあります。また、画面内での一様性もなかなか一定にならないようです。例えば撮像のある部分ではHαの構造がものすごく綺麗に見え、ある部分ではあまり見えないとかです。これを一様に見えるように調整すると全体が均等に見えるが、全部が中心周波数からずれてしまって結局見え味が劣るとかです。

太陽に使われるエタロンはフィネス15程度のものが多いようで(ここの下の方に説明してあります)、光の折り返し回数としては10回程度です。言い換えると普通の望遠鏡などの光学素子より単純に10倍程度精度を必要とします。それを民生用に購入できる範囲の値段で作るわけですから、どうしても精度のバラツキは出てしまうのはある意味仕方ないと理解しています。もし実際の製品を見て選ぶことができるのなら、それに越したことはないでしょう。でもそれをできるようなユーザーは、よほどメーカーやショップの方と仲がいいとかいう状況でなければ、実際にはあまりいないと思います。太陽フィルターは当たるも八卦、当たらぬも八卦などと言われる理由はここらへんにあります。さらに、必要精度が10倍と言うことは、扱いもおそらく10倍くらい丁寧にするようにしないとだめで、鏡間の平行度が命のエタロンは壊れやすいため、中古などではそもそもうまく見えていないものも出回っていると思われます。オークションなどで手に入れる場合はそれを覚悟の上で落札しなくてはなりません。なので、太陽フィルターを購入する場合は信頼のあるお店でという話になるのかと思います。

いつか性能のいいエタロンを欲しいとは思いますが、今のところは完璧なエタロンを求めることはしないだろうと思います。理由はいくつかあって、撮影の際にPC上の画面で見えて暗すぎたり白くサチっているように見えても、実は情報としては残っていて、画像処理をすると多少救い上げることもできること。また、中心周波数からずれていてもトリミングでいいところだけをとることもできることなどです。例えば下の写真、動画からスタックして詳細を出した後のものです。

Capture_09_09_59__09_09_59_lapl5_ap2548_IP

中心部分以外は暗くなったり、中心周波数から明らかにずれてしまっています。これにフラット補正をして画像処理を加えると、下のように見えていないと思った部分も多少見えてきます。ただし、Hαの中心周波数からずれているところはやはり救いようがないのもまた事実です。

Capture_09_09_59__09_09_59_lapl5_ap2548_IP_mono_flat

でも中心周波数がそこそこあっていると思われるところだけトリミングすると

Capture_09_09_59__09_09_59_lapl5_ap2548_IP_mono_cut_small

これくらいにはなります。個人的には今のところは十分満足です。

また、まだPSTしか試したことのない私が最高のものを求めても、手に入れることは予算的にも手段的にも現実的には難しいだろうということ。太陽はハマると相当高価なので、そこまで予算をかけることもできません。使うことのできる機材の性能を引き出して、頑張って高級機に迫る方向でいければと思います。そう言った過程自身を楽しむことが、苦になるどころが大好きです。NEAFとかではDaystarのダブルスタックが$695で販売されているとかいう情報を見ると、実際どれくらいの見え味なのか試してみたくなります。

でもいい見え味のものが安価に手に入るのなら、やっぱり節操なく飛びつくんだろうなあ(笑)。



FC-76のセカンドライトで電視観望を試してみました。

名古屋スターベースの閉店前に手に入れた
対物レンズが白濁しているFC-76。昼間にアイピースで景色を見て全く問題なさそうなので実戦投入を決意。夜に一度月でコントラストの低下を試してみたのですが、他の鏡筒と比べると少し落ちるものの、単体ではわからないくらいでした。

次の課題は星や星雲などを試すことです。どれくらい白濁が影響するのか?先ずは簡単に電視観望で見てみました。


機材、条件など

鏡筒: タカハシ FS-76 (口径76mm, 焦点距離600mm) + 旧フラットナー
架台: AZ-GTi(経緯台モード)
三脚: Gitzo GT3840Cをシステマティック化 + AZ-GTi用のハーフピラー 
センサー: ZWO ASI294MC Pro
フィルター: なし 
日時: 2019年6月1日、22時半頃から
場所: 富山市下大久保
月齢: 27.1
SQM: 19.05 

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FC-76本体より高くついたK-ASTECの鏡筒バンド、プレート、持ち手は快適そのもの。特に持ち手は、これくらいの大きさがあるとしっかりホールドして運ぶことができます。持ち手のところにつけたASI178MCでの電視ファインダーも、特に運搬に邪魔になるようなことはありません。水準器も上手い具合についたので、AZ-GTiの初期アランメントの水平出しも簡単で、今回も一発でベガが入りました。

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AZ-GTiだとカメラのケーブル一本だけの接続なのであいかわらず楽なもんです。FS-60CBより鏡筒は重くなっていますが、AZ-GTiで特に問題なく駆動することができました。


電視観望に適した焦点距離

これまで電視観望はFS-60CBを主に使ってきましたが、FC-76にした場合に一番大きく違うところは焦点距離です。FS-60CBは355mmでしたから、2倍を切るくらいの焦点距離になります。そのため小さいものはより大きく見えるのですが、大きいものが画面に入りきらなくなってきます。カメラはフォーサーズのASI294MC Proを使っているのですが、なかなかフルサイズで電視観望に適したものを探すのは大変ですし、むしろさらにセンサーサイズが小さくなる方が最初に試す場合などは現実的なのかと思います。

今回見た惑星状星雲のM57なんかはかなり小さいので焦点距離が長い方が有利なのです。一方、例えば今回も試したのですが、北アメリカ星雲は全体像が見えなくてよくわからなかったですし、M8ラグーン星雲でも結構いっぱいいっぱいでしょう。秋冬だとM31アンドロメダ銀河やM42すばるは全然入りきらず、M42オリオン大星雲は画面いっぱいに広がります。

こうやって考えると、電視観望で見せることのできるネタの結構な割合を落としかねないので、実は焦点距離600mmというのは、フォーサーズカメラでも電視観望にはすでに長すぎの感があります。必要ならレデューサーなどの併用を考えて、焦点距離を短くできるようにしておいた方がいいかもしれません。

また、焦点距離が長いということは鏡筒の長さも長いということを意味します。実際に動かしてみて気づいたのですが、M57が天頂近くに来た時に、鏡筒に取り付けたカメラが三脚に当たるということがありました。アラインメントを合わせなおしになってしまい、時間が勿体無いのでこれも注意が必要です。

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実際の観望の様子

この日は昼くらいからずっと曇っていて、22時頃から少し星が見えてきた程度です。夏の大三角はまあまあわかります。ここらへんの北東の一部の分を除いて、基本的に薄い雲がかかり透明度はかなり悪い方でした。例えば肉眼だと、南では木星は見えますが、アンタレスは時間によってなんとか分かるくらいで、さそり座の形はほとんど全くわからないというくらいです。西はほとんど星が見えなく、北も光害と雲でダメ、天頂近くにある北斗七星は形がわかるくらいでした。こんな状態なので、とりあえず見えそうなものだけを試してみることにします。

先ずはM57。2秒露光で、Live Stackしています。ほおっておくと3分経つと一からスタックするようにしていて、下の写真は2分20秒くらい経ったところで撮影しています。実際には最初の10秒、20秒くらいでノイズがどんどん落ちていくのがわかり、あとは見た目はほとんど変化ないです。

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透明度の割に思ったより綺麗に見えています。中心星も何とか見えているので、分解能もまずまずです。これまでの口径60mmから76mmに変わった効果が出ているようです。これだけ見えるなら、少なくとも電視観望レベルではレンズの白濁はあまり気にしなくていいのかと思います。

ちなみに、上の画面ではかなり拡大表示していて、実際の画角は下を見てもらえればわかります。M57はやはりかなり小さい印象です。ASI294MCの画素数が多いため、上の画面くらいまで拡大してもそこそこ見えるわけです。

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次はM27。結果だけ載せておきます。ちょっと淡いですね。

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ついでに三烈星雲です。かなり無理してかろうじて色が出た感じです。透明度が悪いのでまあこのくらいなのでしょう。
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まとめ

あまり空の様子は良くなかったのですが、M57を見ている限り今回の目的のレンズの白濁は電視観望くらいでは特に問題にならないレベルなのかと思います。ただ淡いのが出なかったので、空の透明度のせいでなく、もしかしたら白濁レンズのせいもあるかもというのがふと頭をよぎりました。もう少し空がいい状態の時に今一度試してみたいと思います。

今回は白濁の問題というよりも、FC-76の焦点距離の長さでいろいろ制限されてしまったような感じでした。FS-60CBの方が軽くて取り回しがいいし、より広角なので見える天体が増えて、電視観望に適しているのではないかということです。

むしろFC-76を撮影に使ってみたくなりました。新フラットナーのFC-76用のリングはもう買ってあるので、次は撮影を試してみようと思います。FS-60Q状態と焦点距離が同じなので、直接の比較ができそうです。これでもし白濁が問題になるようなら、白濁除去の方法を考えようと思います。


仕事で疲れて帰ってきて遅めの食事をとり、ふと外に出ると綺麗な星空。月が出るまでにあと少しだけ時間があります。こんな日は撮影などせずに、自宅の庭でのんびりと星座ビノで星空観察をすることにしました。星座はPCを横に持ってきてStellariumで確認しながら見ます。

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ベガを目印にこと座の三角形と平行四辺形を確認。光害で目で見えなくても星座ビノならはっきり見えます。白鳥座も屋根から登ってくるところです。南東から東の空にかけて蛇の頭から尾っぽまで辿り天頂方向へ、へびつかい座の大きな盾型を確認。

天頂付近にはかんむり座とヘラクレス座の四角が見えます。M13を見ようと頑張りましたが、流石に星座ビノだと厳しかったです。

西の方にはまだからす座がかろうじて残っています。コップ座は屋根に隠れて一部のみ見えます。しし座は西の住宅の間に頭から突っ込んでいきます。

南にはさそり座が見えます。星座ビノだとS字まではっきりわかります。S字の先をよーく見ると大きな球状星団のM7も星座ビノでかろうじてわかります。M8干潟星雲もうっすら見えました。M6はどうしても見えませんでした。サソリの右には天秤座の四角があります。南の空の透明度がいいのでしょうか、サソリの左隣の射手座も今日ははっきり見えます。

実は見始めてすぐに、かんたろうさんが車でやってきました。長野に行くついでに寄ってくれたみたいです。「なんかやってると思った」とのことです。二人で星座ビノの品評会です。かんたろうさんは星座ビノでM6も見えると言っていました。私よりもかなり夜目がいいみたいです。

今日出した星座ビノは、まずは笠井の「WideBino28」と、この間名古屋のSCOPIOに行った時に手に入れた同じく笠井の「CS-BINO」です。同じ笠井で見比べると面白いです。

倍率が2.3倍と高いWideBino28。より暗い星まで見えますが、視野が狭くなります。CS-BINOは安価で2倍(メーカー値)と倍率は少し低いですが、私は初心者にはむしろこちらの方がオススメです。まず税込で1万円以下と安価なこと、実際に見える星の数はWideBino28とそれほど差がありません。大きめの星座も視野に一度に入るので星座の形がわかりやすいです。

他にも出したのは、スコープテックの「星座望遠鏡」、NIKONのテレコンビノ、Cokinのテレコンビノです。最近目の度が進んで眼鏡があってきていないせいなのか、ピント調整がないテレコンバーターを利用したNIKONとCokinが見にくくなってしまっています。目が悪い人は絶対ピント調整がついている現行の市販品の方がいいと思います。ピント調整のあるなしで、思ったより見える星の数が変わることが実感できました。特に目が暗闇に慣れてきて、じっくり細かい星まで見だした時の星の数ははっきりと違いがあります。目のいい人や、子供はテレコンビノの方が調整なしでもよく見えるのでいいのかもしれません。

今日の見え方の順位をつけます。あくまで目が悪い私の今日の評価です。

CS-BINO = 星座望遠鏡 > WideBino28 > NIKON > Cokin

でした。何故か今日は広角で見える方が気に入りました。こと座とか、かんむり座とかの小さな星座はWideBino28の方がいいかもしれませんが、大きな星座はWideBino28だと一度に入りきらずにはみ出てしまうので、少し倍率が低いほうがいいと思います。ひずみはNIKONが一番少ないですが、実際に夜に星を見ていてもひずみは、少なくとも私はほとんど気になりません。それよりもピント合わせがあるかないかが評価を分けた形です。

一方目のいいかんたろうさんはかなり逆の評価で、あからさまな順位は聞かなかったですが、聞いた限りでは見たものの中では概ね

NIKON > WideBino28 > CS-BINO  >  Cokin

と言った印象ところでしょうか。かんたろうさんはひずみが気になるそうです。見る人の目の良さや、好みによって随分印象が変わるのかと思います。私もかんたろうさんも今日はCokinが最低。視野はものすごく広いのですが、見える星の数が(少なくとも目の悪い私には)少ないです。目がいいといかんたろうさんはどう見えたのでしょうか?でも星が少ないというのは同様の印象だったみたいです。観望会で大人気なのとは対照的な評価でした。かんたろうさんとはその後少しだけ望遠鏡を見て、23時過ぎでしょうか、これから長野の自宅に戻ると言って帰って行きました。

その後も月が昇ってくるまで星座観察をつづけました。その際、普通の双眼鏡も一緒に使うと楽しいことを発見しました。ビノで広角で星団を見て、あたりをつけて星図を見ながら頑張って星雲や星団を探すという楽しみ方です。42mmで倍率も大したことのない7倍です。それでも双眼鏡だとM6も星の集まりとしてよく見えました。星座早見盤とか星図アプリ、星座ビノ、双眼鏡をセットで準備すると楽しさ倍増です。誰にも邪魔されずに、一人で星座をトレースしていくのは至福の時間です。

たまには撮影とかを忘れてこんなふうに気楽に星座を見るのも楽しいものです。


前回、昼間にMEADE 25cmシュミカセで遠くを見てみると、どうも地面の揺れが星像を乱している可能性が高いことがわかりました。その結果を踏まえて、防振をして夜に実際の星像を確認してみました。

防振

まず、防振のシートとして百円ショップで耐震マットと、それをはさみこむコルク板を用意しました。

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こんな風に挟み込みます。これを三脚の足の下に置きます。

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ただしこれは結局失敗に終わりました。使い終わった後にはこんな風になってしまいます。

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コルク板だと、さすがにウェイトも合わせて50kgくらいになるものを3点だけでは支えきれないようです。後日改良バージョンで、三脚の脚が当たる上のコルク板を厚さ5mmのゴム板に取り替えてみました。

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この時の手で揺すってみた時の揺れ具合が以下の動画になります。


一秒間に4回くらい揺すると一番よく揺れるので、共振周波数が4Hzくらいということがわかります。かなり軟らかいのと、揺れを止めるとすぐに減衰することから、そこそこの防振性能はありそうです。

この状態でM57を見てみました。さらにいくつかわかったことがあります。どうも光軸があっているところと、あっていないところの差が激しいことがわかりました。この原因は、BSアンテナでの光軸調整をきちんと画角の真ん中で行わずに、そのまま見えた位置、すなわち真ん中からずれた位置で行なっていたからです。これは全部の画角を見ながら、焦点をずらしてやると内外像が同心円になっているところと片側に寄っているところがあることで、すぐにわかりました。これを副鏡を調節することでうまく画面中央が同心円になるように光軸を合わせてやります。

Capture_00002 03_25_02


それでも4隅にいくほど偏っていって同心円になっていないことがわかります。これはコマ収差からくるものと考えられます。このLX200-25は短焦点バージョンで、Fが6.3しかありません。コマ収差はFの2乗で効いてくるので、例えばF10のC8と比べると、(10/6.3)^2=2.5 倍程度コマ収差が大きくなります。これを緩和するために、コマコレクター を入れるのですが、MEADE用のものはもう入手が難しいため、手持ちのF6.0まで対応するバーダーのMPCC Mark IIIを使っています。F値が少しメーカー値から外れるので対応外なのですが、それでも下記の様にかなりマシになります。

Capture_00001 03_23_00

それでも左端がまだ偏っています。何度かやったのですが、どうしても毎回左端のみ偏ってしまいます。もしかしたら主鏡の方が傾いているのかもしれません。と、MEADE25cmについてやっとここら辺までわかってきという状況だというところでしょうか。とりあえずトリミングして中央部を使う分にはそこまで問題ではなさそうなので、今回はそのまま撮影を続けます。

さて、実際の撮影ですが、ターゲットは惑星状星雲のM57。かなり小さい星雲で、白色矮星の中心星が見えるかなど、分解能を見るにはもってこいです。星像肥大を防ぐラッキーイメージの手法を生かすべく、露光時間は5秒に抑えました。合計306枚撮影し、AutoStakkert!3で上位60%、合計15分18秒分をスタックしています。ただ、SharpCapでfitsフォーマットで出力するとモノクロのままなので、事前にPixInsightでDebayer処理をしてカラー化しています。スタック後Registaxで細部を出し、その後PixInsightでDynamicBackgroundExtraction、PhotometricColorCalibration処理をした後、ある程度のストレレッチをした段階画像が以下になります。

TIFF_lapl5_ap2685_RS_DBE_DBE_AS

この時点でもかなりの分解能が出ているのがわかります。ただ、やはり四隅はコマ収差の影響が見えてしまっています。その後PhotoshopCCに渡してもう少しあぶり出した後、中心部をトリミングしたものが以下になります。

TIFF_lapl5_ap2685_RS_DBE_DBE_AS_nik_cut4_nik
富山県富山市下大久保 2019/5/22 23:33
LX200-25 + CGEM II + ASI294MC(非冷却)
f=1600mm, F6.3, gain 420/570, 5sec x 306枚のうち上位60%を使用、総露出時間15分18秒
AutoStakkert!3, PixInsight , PhotoshopCCで画像処理後中心部をトリミング 



まだコマ収差の影響が見えてしまっていますが、ボテっと感がかなり改善され、分解能的にはそれほど悪くないレベルになってきました。シンチレーションの違いもあるので直接の比較はなかなか難しいのですが、それでも明らかに分解能は改善されていてこれまでで一番細かく見えているので、防振の効果はあったと言っていいのかと思います。

まだ15分程度の短時間のテストですが、今後トタール時間を延ばし、冷却もしてみた場合にどれくらい出せるのか、楽しみになってきました。

 

GW真っ只中、この日は星関連で大忙しです。もともと前日から高校生のS君が計画した観望会に参加する予定が、天気が悪くてこの日の夜からに変更。同じく1日午後に、名古屋でちょっと前に太陽を始めたkymさんと、正月に観望会をした名城公園で太陽観望を計画していたのですが、これも雨天で中止。でもせっかくなのでお話だけでもと、名城公園スターバックスで会うことにしました。

レジで抹茶クリームフラペチーノのVentiサイズを注文していたら、携帯が鳴りました。外で電話をかけている方がいたので、すぐにわかりました。でも実はトイレでその前にすれ違っていて、もしかしたらこの人かなあと密かに思っていました。

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スターバックスにPST(しかも鏡筒なし)。なかなかシュールです。


kymさんは元々天文少年だったとのことですが、長い間天文からは遠ざかっていて、定年を機にまた天文熱がよみがってきたとのことでです。ただ、夜になかなか観測することができないので、昼間でもできる太陽に興味が出てきて、ちょうどその頃このブログでも太陽を始めた記事を書き始めていて、それを読んでPSTの購入を決めたということです。いつも参考にしてくれているということで、嬉しい限りです。最初はPSTの眼視だけだったのですがそれだけだと飽きてしまって、昨年秋くらいから撮影を始めてどんどん面白くなってきたそうです。Twitterにアップすると撮影の腕も上がるとアドバイスを受け、太陽画像をちょこちょこ公開されていて、それを何かのきっかけで私が見つけてコンタクトを取ったのが今回の始まりです。昔の投稿を見ていくと、時とともにどんどん画像が綺麗によくなっていくのがわかります。最近では多分PSTでは限界近いくらいの腕になっているのではないかと思います。次はモノクロのカメラが...とか、PSTの次はどうするか...とか、やはり沼には底がないようです。

実際に会って話していた時に「なんで私に連絡を」とかおっしゃられていたのですが、ただえさえ数少ない太陽好きで、しかもPSTを使って撮影までしている人はそれほど多くはありません。もうこれは十分な太陽仲間です。しかもどんどん腕が上がっているということで、一度お話ししたかったわけです。PSTで普通のCMOSカメラで撮影しようとしても、通常はピントが合いません。私はアイピース口の長さを短くしましたが、kymさんはアイピース径と同じQHYシリーズを使って押し込んでいるのと、ASIシリーズではロープロファイルのアダプターを使って押しこむことでピントを合わせているそうです。前者のアイデアは知っていましたが、後者のアダプターの長さを短くすればピントが出ると言うのは知りませんでした。これだと撮影もだいぶん気軽になります。

テーブルではPSTを分解して中の構造とか見せたのですが、流石に改造まではということでした。とにかく太陽機器は値が張るので、至極まっとうな意見です。それでもやはり今のPSTの解像度の限界も感じているようで、60mmくらいはいつかと言っていました。もう少し太陽観測機器が安価になればもっと人口も増えるかと思いますが、エタロン部だけは精度が段違いなのでなかなか難しいのかもしれません。この日は小雨でお話だけでした。できれば一緒に太陽を見たかったです。太陽電視観望でも十分楽しめることを見て欲しかったです。

2時間ほど話して、一旦自宅に帰り昼寝。夜の観望会に備えます。
後半に続く


 

先週4月13日、土曜日の太陽黒点は、シンチレーションの観点からもどうやら相当状況が良かったようです。休日だったこと、久しぶりの大きな黒点だったこともあり、他の方の画像も随所にアップされていました。これまでほとんどの場合疑似カラーで画像処理をしていたのですが、コントラストの観点からか多少情報が出にくいようで、モノクロので処理してみました。

Capture_09_09_59__09_09_59_lapl5_ap2548_IP_mono_cut_small

カラー画像と比較するとわかりますが、モノクロの方がコントラスト的に細部がより鮮明に見えます。黒点などは無理に疑似カラー化せずにモノクロの方がいいのかもしれません。

その後、17日と19日、時間を少しだけ見つけて撮影を試みました。17日は夕方太陽が沈む寸前でさすがに低高度で厳しかったこと、19日は昼間でしたが、薄い雲がちょうどかかっている時間しか取れなかったの、いずれも13日の画質にははるかに劣ります。

Capture_17_22_26__17_22_26_lapl5_ap2308_IP_cut_small
2019/4/17、西に沈む寸前。


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2019/4/19お昼頃。新たな黒点が左上に見えています。

画像のクオリティの違いを除いても、どうやら活動がすこし弱くなってきたように見えます。また、19日の画像には小さいですが新たな黒点が出てきたことがわかります。昨日19日の時点でかなり西寄りになっているので、週末には活動領域をまた真横から見ることになりそうです。再びジェットのようなものを撮影できると楽しいのですが、天気はどうなのでしょうか。土曜日は撮影できないので、日曜にかけていますが、どうやらちょっと天気は期待できなさそうです。

13日の画像はおそらく口径で制限された分解能に達しつつあるようです。本格的に20cm計画を再稼動しようかと思っています。

ラッキーイメージングを少し始めたのですが、どうも腑に落ちません。トラベジウムの分離がイマイチできていない気がするのです。


星像の大きさについて

もともとは、MEADEの25cmシュミカセで0.1秒と1秒と10秒で星像を比べたのがきっかけです。もしシーイングが悪いせいで揺らぐなら、露光時間が短い場合と長い場合で、星像にあからさまに差がつくはずです。ですが、結果は差はつきますが本当にごくわずか。いろいろ試していたとき気づいたのが、そもそも中心像でもボタっとしていて、星像が大きすぎるのではないかということ。

それでも念の為ですが、M42を高解像度で撮ったと言われている、他の方の、すでに画像処理を施した他とトラペジウム周りを見比べてみると、自分のものはベストではないが、それほど悪いわけでもなさそうです。画像を見比べただけの分離度はそんなに差はありません。

また、もう一つ気づいたことがあって、微恒星がどこまで出るかも一つの指標になりそうです。例えばトラペジウムだけを分離度よく見せかけようとしたら、画像処理でどうにかできてしまいます。でも微恒星が写るかどうかは解像度に結構依っているようで、トラペジウムだけよく分離しているように誤魔化しても微恒星が出てこなくなります。なので、微恒星も同時にみるとどれだけ分解能が出ているかが判別しやすくなります。


目的

と、ここまでが前置きで、今回試したかったのは果たして理屈の上ではどれくらいの分解能があるはずで、実測した分解能とどれくらい乖離があるかを見極めることです。

もともとの目的は、今の手持ちのMEADE25cmおよびC8の性能がきちんと出ているのか、まだ性能が引き出せるい可能性があるのかを探りたいということです。要するにボテっとしている星像はこんなもんで正しいのか、それとももっと改善できるかが知りたいのです。

今回検討したことは4つ。
  1. エアリーディスク(Airy disk)
  2. レイリー限界(Rayleigh criterion)
  3. スポットダイアグラム(spot diagram)
  4. シーイング(seeing)
です。


エアリーディスク

エアリーディスクによる星像がどのようになるかですが、式の上ではエアリーディスク径Da

Da=2.44Fλ

のようになります。ここで、は鏡筒のF値で、λ は波長です。ただ、エアリーディスク径といっても、式だけみると一体どこの径のことを言っているのかよくわかりません。よく調べてみると、上の式の場合は直径を表しているとのことです。それでも直径といってもどこのことなのか?これはなぜこの式が出てきたのかの導出を調べるとわかります。

エアリーディスクの振幅は横軸を星像の半径方向、縦軸を振幅ととると1次ベッセル関数で表すことができます。式としては
2J1(x)/x

となり、半径 の関数である1次ベッセル関数 J1(x) を半径xで割ったような式です。この式の導出自身は平面波仮定した波素を無収差レンズに入れた時に、結像点でどのような振幅になるのかを積分してやるのですが、ここでは式の導出自体は目的ではないので、解説はその他専門の文献に譲ります。

上の式は振幅なの、実際の光強度にするためには2乗してやる必要があります。2乗したものをグラフに表すと、
airydisk

のようになります。エアリーディスク径といっているものは、このグラフで0からみて正負の方向に最初に0になる点の間の距離のことを言います。この点を求めるのはちょっと面倒なのですが、Mathematicaなどがあれば

In[192]:= FindRoot[(2 BesselJ[1, x]/x)^2 == 0, {x, 1, 5}]

Out[192]= {x -> 3.83171}

のように簡単に求めることができます。最初にゼロになるxは+/-3.83程度とわかります。

なんでこんなことをするかというと、実際の星像では強度がゼロになるところなど見えるわけがなく、普通真ん中が明るくて徐々に暗くなっていくような正規分布のような強度を持っているものにはFWHM(Full Width Half Maximam, 半値全幅)といって、最大強度の半分になるところの直径で評価します。

ではエアリーディスクのFWHMはどれくらいでしょうか?先ほどの式を2乗したもので、今度は0ではなく0.5になるようなところを求めればいいということになります。

In[198]:= FindRoot[(2 BesselJ[1, x]/x)^2 == 0.5, {x, 1, 5}]

Out[198]= {x -> 1.61634}

で、xが+/-1.62程度です。上のグラフで見ても実際にそれくらいのところですね。 なので、最初のエアリーディスク径の式を1.62/3.83=0.42倍したものがFWHMでみたエアリーディスクからくる星像と考えることができます。波長は目視の標準的な緑の550nmを選び、例えばC8の場合F10を考えるとエアリーディスク径C8

DC8=2.44Fλ=2.44×10×0.55[um]=13.42[um]

となり、FWHMでみたエアリーディスク径C8, FWHM

C8, FWHM = 13.42 [um] x 0.42 = 5.66 [um]

となります。

これを現在使っているASI294MCProで何ピクセルに相当するかも見たいので、画素ピッチ4.63[um]で割ってやると、1.22[pixel]となりますが、これだけみるとエアリーディスク径とピクセルサイズが大体同じくらいと、ずいぶん小さいことがわかります。

さらに、um(マイクロメーター)単位のものを秒角(arcsec)で表すために、umからarcsecに変換することを考えておきます。式としては

Cumarcsec=tan(12×60×60π180)×2×f×1000

となり、焦点距離 に依存します。基本的にはある焦点距離のレンズを通したものが、ある大きさ[mm]のセンサー面で結像し、そのセンサーの大きさを単位1としたという意味です。tanの中のセンサーの大きさ「1」を2で割っているのは、センサーの真ん中から片側分の大きさで決まるからです。3600で割っているのは秒から度にするため、あと、Excelなどの関数で計算する場合は単位がラジアンなので度からラジアンへの変換係数として180度で割って、πをかけています。最後の1000倍はセンサーの大きさを[mm]単位、エアリーディスクを[um]と考えたための変換係数です。

例えばC8の焦点距離200mmを入れてやると変換係数は9.70[um/arcsec]となりますが、実はエアリーディスクがF値の関数なので、エアリーディスクのF値と変換係数の焦点距離がキャンセルします。そのため、エアリーディスク径は視野角の秒で書くとF値や焦点距離にによらず一定で、FWHMで書いた場合0.584[arcsec]程度となります。


レイリー限界

レイリー限界を考えてみます。これも式は調べるとすぐに出てきます。

DR=127.5D[mm][arcsec]

鏡筒の口径[mm]だけで決まる量で、C8の場合の200mmを考えると、0.638[arcsec]となります。単位が秒角で出てくるので、上で求めた変換係数ををかけてやると、6.18umとなります。ん、FWHMで見たエアリーディスクと結構近いですね。でもこれはある意味当たり前で、レイリー限界が、2つの同じ高さのエアリーディスクを並べた時に、片側の最初の暗いリングの中心が、もう片側の強度のピークと一致する距離と定義したからです。なので結局(元の定義の)エアリーディスク径の半分程度になり、一方FWHMで見た時のエアリーディスクも元の定義の半分くらいになるので、同じような量になるわけです。

というわけで、結論としてはレイリーレンジはエアリーディスクと同じような原因なので、とりあえずここでは考えなくていいでしょう。

でもなんで一方のエアリーディスクは[um]で求めて、もう一方のレイリー限界は[arcsec] で求めるんでしょうね?両方ともarcsecで式を書いておいた方が、F値によらないので楽な気がするのですが。


スポットダイアグラム

だんだん、現実的になってきます。スポットダイアグラムはなかなか評価が難しいのですが、とりあえずC8相当の口径20cm、F10のシュミカセをLensCalでシュミレートしたスポットダイアグラムを元にします。緑の550nm付近が支配するくらいだと下からわかるように、黒い参照円の直径が20umなので、緑の部分は8um程度です。

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緑だけでなく、可視光とされる範囲の波長を考えると40umくらいになってしまいます。

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どの色までを考えるかはなかなか難しいです。実際の色のついた星をある波長依存性を持ったカメラで撮影して像を結んだものが、映った星像となるので、一概にはなかなか言えません。ここでは最大径として可視光を仮定します。

スポットダイアグラムは点光源とみなせる線素が多数入った時に収差によってどれくらいスポットが広がるかを示している図であって、少なくともLensCalではエアリーディスクの効果は入っていないようです。なので、それぞれの線素がエアリーディスク径を持つと仮定すると、スポットダイアグラムの外部にエアリーディスクの半径分の広がりを持つと考えることができます。スポットダイアグラムのFWHMは外周にある線素のエアリーディスクのFWHMだけ考えればいいので、下の手書き図のようにFWFMで考えたエアリーディスクの半径を外周に持つような台形に近い形となり、それをスポットダイアグラムの径と考えていいのかと思います。

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計算すると、スポットダイアグラムの広がりの40[um]にFWHMでのエアリーディスク径5.66[um]を足すことになって、45.66[um]。ピクセルに直して、9.86[pixel]です。かなり大きく、C8の場合はスポットダイアグラムが支配的なのがわかります。

ただしスポットダイアグラムを見てもわかるように、実際には端の方ほど密度が少ないので、このモデルは多分正しくなくて、やはりもっと中心が盛り上がったような、FWHMでは測ってももっと径が小さく出るようなモデルにするべきかもしれません。ここら辺は次の課題とします。


実際の星像と比較してみる

さて、実際に撮影した星像を見てみましょう。2019/4/4にC8でASI294MCPro撮影したものです。

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シーイングの影響を少なくするために露光時間250msecで撮影した動画から、一枚だけ抜き出してFWHM測定します。測定はPixInsightを使いました。そのままのRAW画像だとBayer配列なので、PixInsight上でDeBayerをして、測定したい星像を選択します。選ぶのは少なくともサチっていない星。さらにFWHM測定ツールがカラー画像には適用できないので、gray scaleに変換してから測定しています。結果は12.62 [pixel] とのこと。計算の9.86 [pixel] より3割ほど大きいです。

(実測では次に考えるシンチレーションの影響が入っているので、計算値より大きくなった分はシンチレーションの影響と考えていいかと思います。説明は後にして結果だけ書いておくと、露光時間250msecのシンチレーションの影響は1.3秒角となります。)

ただし、例えばトラペジウムのところを3次元の等高線図で見てみると、

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結構尖っていてあまり台形っぽくないので、やはりモデルの方があまり合っていないかもしれません。実際にはスポットダイアグラムも端の方の効果が小さくなる気がするのですが、その一方でそのようにすると形ももう少し尖り、計算上の見積もり径は小さくなるので、結果としてはズレていく方向になってしまいます。

もう一つは観測時に鏡筒のピントや光軸がずれていた可能性があることです。ピントはSharpCapでFWHMが最小になるように合わせたので、それほどずれているとは思えませんが、光軸はあまり自信がないです。露光時間がもっと短ければ、さらに計算値に近づくかもしれません。ここら辺も次回もう少し見直すところでしょうか。


シーイング

やっとシーイングにたどり着きました。シーイングが悪いと、露光時間が増えていけば星像が大きくなるはずです。

ではC8で露光時間を先ほどの100倍の25秒かけて撮影した動画から一枚を取り出したものを見てみます。同様のFWHMを測定してみると結果は19.56pixel。0.25秒の時の倍近くなので、明らかに肥大しています。

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この大きさがシーイングで決まっているとすると、スポットダイアグラムで決まるような径を持った星像がシーイングで揺らされて、ランダムにある範囲内を動き回ると考えられます。スポットダイアグラム径と同程度のゆらぎの場合にはスポットダイアグラムの形や強度も揺らぐと考えられますが、ここではそれはないと仮定します。そのため簡単なモデルとしてはやはり、スポットダイアグラムの時と同様に外周にエアリーディスクの半径が付いた台形型の星像が得られるとします。

モデルからどれくらいのシーイングがあれば星像はどのくらいの大きさになる計算できます。実測が19.56umなので、先に求めたumから秒角への変換係数を用いると、25秒露光ではシーイングにより6.5秒角程度揺らされていることになります。日本では2秒角だと静かな方で、3秒角くらいが平均、ひどいと10秒角くらいになるとのことです。確かにこの日シーイングはひどかったと考えられますが、C8の結果の6.5秒角は10秒角という範囲内で、評価はそれほど間違っていることはなさそうです。


MEADE 25cmで測定した時の場合

以上のことを、前回MEADEの口径25cm、焦点距離1600mmで測定した時の結果とも照らし合わせてみます。MEADEの場合、エアリーディスク系はFWHMで0.85[pixel]とかなり小さくなります。これはF値が小さくなるためです。そのためスポットダイアグラム、シーイングでも外周のエアリーディスク半径自身が小さくなるので、ともに星像の肥大が多少抑えられます。

例えば、前回
  • 0.1秒露光: FWHM = 6.952 pixel
  • 1秒露光: FWHM = 7.333 pixel
  • 10秒露光: FWHM = 8.108 pixel
という結果が得られましたが、これはあくまでスタックされたものです。それでも0.1秒露光の動画から一枚だけ抜き出してきてFWHMを測定しても6.0pixel程度とほとんど変わりません。スタックはそこそこうまくできていることがわかります。また、10秒露光でも肥大がそれほどないことから、この日はシーイングが相当よかったことがわかります。

本当はC8でやったような計算をMEADEの25cmでやりたいのですが、MEADE用のスポットダイアグラムがなかなか計算できない、もしくは見つからないのです。なので、MEADEのスポトダイアグラムは0.1秒露光の星像がシーイングでのブレが0だったと仮定して、スポットダイアグラムがほとんど径を制限しているとすると、スポットダイアグラムの上限は25[um]ほどになります。たとえ0.1秒露光でシーイングがある場合は、スポットダイアグラムが小さくなるセンスです。なのでこれが正しいなら、いずれにせよ中心像に関してはC8よりもMEADEの方がかなり性能がいいことになります。ただし、四隅のコマ収差はF値の2乗に反比例して悪くなっていくので、MEADEの方が(10/6.3)^2=2.5倍くらい大きく出るはずです。コマ補正は必須でしょう。

さらに、10秒露光での星像が長時間露光のためにシーイングで制限されているとすると、その揺れ幅はモデルから1.2秒角程度と計算できますです。C8で測定した時よりもはるかにシーイングの影響が少なく、揺れも少なかったものと考えられます。実際の動画を今更ながら見ても、ほとんど揺れていなかったことがよくわかります。トラペジウムのところで分離が悪いように見えましたが、あからさまにサチっていたので、これは何の評価にもなっていませんでした。

このような日はスポットダイアグラムで支配されるような星像がえられているはずなので、スポットダイアグラムがさらにいい鏡筒を選ぶことで、星像の大きさは改善されるはずですが、逆に言うとラッキイメージングで星像があまり改善されない日ということもできます。



考察

モデル化などまだ不十分な点はありますが、それでも今回のことからいろいろなことがわかります。
  • 露光時間が長くなると星像が肥大化することが確かめられた。
  • 露光時間によって径が変わる範囲では、シーイングによる影響が効いていると思って間違いない。
  • C8で測定した日はシーイングが悪かったようである。
  • このような場合、星像の大きさは現実的に撮影するような1秒以上の時間単位ではシーイングに制限されている。
  • 1秒をはるかに切るような短時間露光では、シーイングの影響のない星像を得ることができる可能性があるが、明るさが足りない、撮影枚数が増える、スタック処理が大変などを考えると、あまり現実的ではない。
  • ラッキーイメージで露光時間を短くすれば星像の改善にそのまま繋がる。
  • MEADEで測定した日はシーイングが良かったようである。
  • 短時間露光のスタック方法も、特に問題ないこともわかった。一枚だけの星像の径と、スタックした後の星像の径を比較すればすぐにわかる。
  • このような日は鏡筒の、特にスポットダイアグラムの性能が効いてくるので、より性能のいい鏡筒が星像を改善する。
  • 逆に言うと、ラッキーイメージでの星像の改善をあまり望めない日でもある。
画像を見ただけでは実際の径は全然わかりません。階調圧縮や拡大でFWHM径は容易にかわってしまいますし、単に画像処理で小さく見せてしまうこともできます。サチらない範囲で星像を撮影して、きちんと測定することが大事です。


課題もまだあります。
  • スポットダイアグラムの中心と端の部分で同じように評価していいのか。端の方が密度が薄くはずなので、実効径はもう少し小さくていいはずである。また、波長によってスポットダイアグラムがちがうので、これも端の方がより密度が低く、実効径はもう少し小さくなるはず。
  • 超短時間で露光した場合は、スポットダイアグラムで支配されるような径に一致するのか?もしそうなら、それがスポットダイアグラムの実測径とすることができそうである。

結論

まず結論の一つとして言えることは、実際の撮影では、短時間露光の動画を見て、明らかに揺れている場合は露光時間を短くとるといいということでしょう。短時間露光の動画を見て、あまり揺れていなければ露光時間を延ばしてリードノイズの効きを緩和していった方が有利です。

それでは今回の元々の目的の、C8やMEADEで撮影した星像はおかしいのでしょうか?それとも正しかったのでしょうか?計算してみると、シーイングにかなり左右されますが、少なくとも説明できる範囲内には入っているようで、光軸など多少の改善の余地はあるものの、性能としておかしなことが出ていると言うことではないようです。

シーイングがいい時にはこの鏡筒の性能に制限されることもありますが、シーイングが悪い時には性能は何ら問題ではないということがわかります。ただし、ラッキーイメージングでシーイングの影響を除いていく時に、鏡筒の性能で制限される時がくることがあるはずです。それでも現実の1秒程度の露光時間でもまだシーイングが効いている(星像が揺れている)時には鏡筒はこのままで十分でしょう。ただしこれはあくまで中心像のみの話で、周辺像の例えばコマ収差が効いてくるような場合はシーイングの影響よりもスポットダイアグラムで見た径が効いてくるので、この補正をきちんとするなりする必要があります。四隅の短時間露光映像もきちんと見て、全然揺れていなければラッキーイメージの効果はあまりなく、むしろ鏡筒の性能を改善した方がいいということです。

いずれも、結論としては短時間露光の動画を見てスポットが動くならラッキーイメージングで鏡筒の性能に迫る努力をする、動かないなら鏡筒の性能で制限されていると判断して差し支えないと思います。


まとめ

色々長々と書きましたが、計算量は大したことはありません。これだけの検討でかなりのことが納得できました。ラッキーイメージングで露光時間をどれくらいにすれば価値があるのかもだいぶんわかってきました。次回以降、実際の撮影で試していきたいと思います。

 

週末の金曜日、夕方から天気がだんだん良くなってきたので久しぶりに牛岳に向かいました。実際には自宅でラッキーイメージを試すのか迷っていたのですが、星仲間のかんたろうさんから電話で「どこか富山で星見スポットに行きましょう」とのことです。牛岳がもう雪もないと聞いているのと、Twitterで学生さんたちも観望会かもという情報もあったので、牛岳に向かうことが決定。夕食後午後8時頃に出発しました。

私は21時前に到着しましたが、この日は半月前の月が出ていたのでまだこの時間では明るすぎるのか、誰もいません。空は6割ほどが雲で覆われていたのと、少し眠かったので車で仮眠をとっていました。21時半を過ぎた頃でしょうか、起きてみると学生らしき人影が見えます。空もすっかり晴れ上がっています。「こんばんは」と挨拶をすると富山県立大の学生たちでした。 少し話していると、星を見始めて星座のことになったので、星座望遠鏡を渡してみました。星座望遠鏡のことは知らなかったようで、実際に見える星の数が増えるのが実感できたみたいで、すごく喜んでくれました。早速スマホで購入できるか調べていたみたいです。

下の方に歩いて降りていくと、いつもの県天のメンバーがすでに何人か撮影準備をしていました。Oさんと、Kさんです。OさんはOrionの結構大きい鏡筒でオメガ星団狙いだそうです。程なくしてかんたろうさんから電話があり「今着いた」とのことです。すぐ目の前の車の中から電話をかけていたみたいで、そのまま無事に落ち合うことができました。かんたろうさんは富山に引っ越してきたばかりなので、牛岳の場所もよく知らなくて、牛岳を最初宇奈月の方かと勘違いしていたそうです。いやいや、八尾の上ですと説明し、無事に到着。確かにこの場所も、知らないとたどり着くのは夜だと大変かもしれません。この日はY君も途中から到着。Y君は先々週もも牛岳に来たそうです。Y君もかんたろうさんも県天に入会しそうな雰囲気です。仲間が増えていくのは嬉しいことです。

再び上のエリアに行くと、県立大の学生の数が増えています。それでもこの時点でまだ10人くらい。すごいのはここからです。富山大の天文同好会の学生がどんどんやってきて、最終的に車10台ほど、総勢40人程の、多分新歓観望会でしょうか、すごい人数になっていました。県天のK会長も上に銀次を出して観望と撮影。私も牛岳にこんなに人が集まっているのは初めて見ました。

この日は月が沈むのが午前1時頃。私は次の日太陽の黒点を撮りたかったので早めに退散するために撮影は諦めて、この日は電視観望のみです。学生さんにも少し見てもらいたいと思い、導入がてら月から初めました。

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ここで実際の月と向きが違うと指摘され、適当にカメラをセットしたことがバレバレです。気を取り直して向きを整えます。それでも月を拡大すると大気の揺らぎも見えることにびっくりしていたみたいです。

次に獅子座の三つ子銀河。

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うーん、なぜか粗いです。どうやら細部が出ない感じ。ここで勘太郎さんからフィルターのせいではとの指摘。と言うわけで常時つけていたQBPを外したらきれいに出ました。きれいに出た画面を撮り忘れてしまったのですが、どうも系外銀河などはQBPでは情報を落とすことがあるのかもしれません。恒星の集まりと考えたら白色光に近いので、正しい気もします。と言うわけで、これ以降はQBP無しでの電視観望です。QBP無しの三つ子銀河を学生たちに見せたら「実は今日これが見たかったんです。でも望遠鏡で見てたんですがなかなか見えなくて。こんなにきれいに見えるんですね。見れて良かったです。」と、いたく喜ばれました。その中の一人と話していると、なんと出身地が同じで中学校も同じ、小学校は隣だと判明しました。世間は広いようで狭いです。でも私が中学校にいたのはもう30年も昔のこと。今の大学生が中学にいたのはわずか5年ほと前なので、もうずいぶん様変わりしているはずです。それでも地物とのあの地域のガラの悪さはいまだに変わらないみたいで、妙に意気投合してししまいました。

もう一つQBPで面白かったのが、QBPを外してから月を見たときです。明らかに締まりがなくなっています。眠い感じです。もしかしたら明るいものはQBPを入れることでコントラストを上げるとかの効果を期待できるかもしれません。いずれ検証したいと思います。

他に見たのはM51子持ち銀河です。スタックさえしてしまえば結構きれいに見えます。これも学生たちに見せたら感激してくれていたようです。学生の中には大学に入ってから天文を始める人もたくさんいます。銀河を見たことがないことも多いので、やはりインパクトがあるようです。でも、4年生クラスでも電視観望を見たことがある学生はいなかったので「いやー、楽しいですねえー!」と電視観望の楽しさが少し伝わったみたいで嬉しかったです。

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あと、見たのはM13とかくらいでしょうか。意外にダラダラと話しながらなので、観望というよりは雰囲気を楽しんだ感じでした。

再び下に降りると、県天のYamayoさんも来ていて、さらにSさんも到着。Y君も撮影を始めていて、アンタレス狙いだそうです。かんたろうさんと私はオメガ星団観察。かんたろうさんは星景写真にオメガ星団を入れて、私は双眼鏡で。でも双眼鏡は自分で導入できず。かんたろうさんに入れてもらいました。流石に40mmの双眼鏡だとボヤーっと薄く、導入してもらってど真ん中だと言われてやっとわかりました。自分だと全然導入できないはずです。Oさんの撮影したオメガ星団も見せてもらいました。この日は低空の透明度が良く、オメガ星団が狙い目だったようです。かく言う私も、オメガ星団を見たのは生まれて初めてで、最大の球状星団の姿を楽しむことができました。いつか撮影してみたいと思います。

ここではYamayoさんの導入トラブルをかんたろうさんが解決。YamayoさんはタカハシのEM11をINDI経由で操作しています。LX200モードをタカハシで対応するうように内部で変換させているらしいのですが、自動導入時鏡筒がどうしても反対方向に行ってしまうとのこと。以前はうまくいっていたとのことですが、私が「もしかして何かバージョンアップしたのでは?」と聞いてみるとINDIをちょっと前にアップデートしたとのこと。もしかしたらそこで変わったのかもしれません。結局かんたろうさんの指摘で、初期位置の違いが決め手でした。タカハシの初期位置の鏡筒を天頂に向けるのではなく、Celestronのようなシンタ系のように鏡筒を極軸側に向けることで解決。さすがかんたろうさん、以前赤道儀の水平出しで議論して色々教えてくれたように、経験豊富です。

午前1時位に、再び上にあがるともう富山大の大所帯は退散していて、再び静かになっていました。途中K会長の知り合いで八尾に住んでいると言う女性の方が二人きて、片付けがてら少し話していました。最後、県立大の学生と少し話して、私も今日は早めに退散です。

でもこの日、自宅に着いて改めて思ったのですが、ものすごく透明度が良くて、しかもほとんど星の瞬きもないくらいシーイングが良さそうでした。なんと街中なのに低空の星がきちんと見えています。あー、やっぱり撮影しておけば良かったかなと少し後悔したのですが、次の日太陽がきちんと撮影できたので、まあ良しとします。


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