ほしぞloveログ

天体観測始めました。

カテゴリ:観測・撮影 > 星団・星雲

自宅で淡いもの撮影シリーズ、多分このダイオウイカが最終回になるでしょう。これ以上淡いのは...さすがにもう限界です。

「そこそこ」撮影

私の元々の天体撮影の動機は「自宅でそこそこ撮れればいいな」でした。でも「そこそこ」がいつしか「どこまで」になり、いまでは「限界は」になってしまっています...。初心から考えるとあまり良くない傾向ですね(笑)。

最初に天体写真を始めてからずいぶんかかりましたが、最近では自宅でもやっと「そこそこ」満足に撮れるようになってきました。なんか「そこそこ」の使い方が間違っているようにも感じますが、とにかくイルカさんカモメさんクワガタさんは分解能や階調など見てもそこそこかと思います。ここ数年のソフトの進化の効果もかなり大きいです。でもこれは明るい天体だからまだ言えることで、かなり頑張って出したスパゲッティーさんは自宅撮影の限界はもう超えているんだと思います。今回の撮影のコウモリさんはまだしも、ダイオウイカさんはスパゲティーと同レベルか、もっと淡かったりします。


撮影したのはかなり前

Sh2-129: フライングバット星雲とその中のダイオウイカ星雲を撮影したのはもう半年も前のことで、時期的にはスパゲティー星雲を撮影した直後です。そういう意味でも自宅からどこまで淡い天体が出るのかの検証の一環になります。


ところが、撮影後に長い迷走状態に陥りました。最低限の画像処理としてWBPPまではすぐに終わったのですが、そこからが長い長い。理由ははっきりしていて、何度やっても仕上がりが気にいらなくて、ほっぽらかしてしまっていたからです。

気に入らない理由もはっきりしていて、HαとOIIIに写るものがあまりにもはっきり区別されすぎていて、Hα起因の赤は赤だけでのっぺりしてしまうし、OIIIはそもそもメインのダイオウイカさえもあまりにも写らなくて、炙り出そうとしても画面全体がノイジーになってしまうからです。

とりあえずこちらを見てください。OIIIの5分露光1枚撮りで、ABEとDBEをかけてフラット化して、かなり強度に炙り出してみたものでが、ほとんど何も見えません。フラット補正の誤差レベルで出てくる鏡筒の迷光の僅かな明暗差よりも、星雲本体の方が全然淡いくらです。
2023_12_04_19_13_50_300_00s_g100_9_80C_0000_ABE_DBE_s

WBPP後にどうなるかというと、まあせいぜいこの程度です。OIIIだけで10時間25分あるのですが、強炙り出ししても高々これくらい出るのみです。
2392x1597_2x2_drizzle_2x_integration_ABE1_ABE6_DBE_strong

少しでもS/Nを稼ごうとして、ソフトウェアビニングをかけて、bin4x4状態にして、そこからdrizzleでx2をしています。これについては以前議論していて、上記画像はすでにその過程を経たものになってます。このレベルのノイズだと流石にいかんともしがたく、少しだけ画像処理を進めましたが、全く太刀打ちできませんでした。

こんな調子ですが、画像処理の基本的な方針だけは初期の方に決まりました。恒星はRGBをそれぞれ別撮りしたものから得ます。その結果Hαの恒星もOIIIの恒星も使わないことになります。なので、最初からリニアの段階でHαもOIIIも背景と恒星を分離してしまいます。HαとOIIIの背景と、RGBから作った恒星を、別々にストレッチして、あとから合わせることにしました。

OIIIですが、恒星分離するともう少しフラット化や炙り出しなどを進めることができ、やっとダイオウイカの形がそこそこ見える程度にまでなりました。
2x2_300_00s_FILTER_O_mono_dri2x_ABE1_ABE6_DBEDBEDBE_back_DBEDBE

背景の一部がボケたようになっていますが、DBEなどのフラット化の時になぜかボケてしまいます。どうやらこれは階調が僅かすぎて補正しきれないことに起因するようです。例えこれくらい出ていたとしても、AOO合成して処理しようとすると青と緑の背景があまりにノイジーになりすぎ、全く処理する気にならずに、ここで長期間放置状態になりました。

その後しばらくして、OIII画像は星雲本体のマスクを作ることができることに気づき、なんとかなると思い画像処理を進めました。今度はHαは赤のみ、OIIIは青と緑のみと、ものの見事に別れきっていることに気づいて、あまりに赤がのっぺりしてしまって、さらにはダイオウイカ自身も青一辺倒で後から乗っけたようになってしまい、これまた嫌になってしまって再度長期放置していました。

体調を崩してからまだ夜の撮影を敢行できずにいるので、未処理の画像をと思い、今回重い腰を上げました。スタートは以下の画像です。これとOIII画像から作った星雲本体と明るい青い部分のマスクを使います。
Image80

ただ、これだけだと赤と青共にのっぺりするのは変わらないので、途中からRGB画像のG成分を少し加えてみました。淡いですがG画像の背景に構造は残っているようで、緑成分がHαの赤と合わさって茶色の分子雲を作り出せればと考えました。このやり方が正しいのかどうかは疑問もあるのですが、例えばこれまでもかもめ星雲の時にHαにGBの背景を合わせて、赤の「のっぺり」を防いでいます。OIIIを使っていないのがポイントで、B画像とG画像の青と緑成分を使い色の階調を稼いでいます。また、網状星雲の画像処理ではε130DのテストとしてHαとOIIIのみでAOO合成していますが、これだと右側に広がる茶色の分子雲をどうやっても表現することができません。G画像を持ってくれば何か出せるのかなと考えていて、今回はその布石でもあります。同様のことはクワガタ星雲のAOO画像でも述べています。

初出でXに投稿した画像はマスク処理が功を奏して、やっとなんとかダイオウイカ本体が出てきたものでした。でもダイオウイカ本体から透けて見えるはずのHαの赤成分が全然出ていないことに後から気づきました。今から見るとちょっと恥ずかしいですが、まだ苦労している途中の習作ということで出しておきます。
Image80_3_cut

次に投稿したものは、青から透けて見える背景の赤に気をつけて処理したものです。
Image80_5_cut

その後、ソフトウェアビニングでbin4相当だったOIII画像を元のbin2に戻して、さらに青ハロの処理を間違えていたことと、ダイオウイカ本体以外にも青い部分は存在していることに気づき、青をさらに注意して、再度ほぼ一から処理し直しました。大体の処理方針はもう決まっていたので、再処理でもそこまで時間はかからず、最終的には以下のようになりました。

「Sh2-129: ダイオウイカ星雲」 
final4_cut2
  • 撮影日: 2023年12月4日19時13分-23時47分、12月8日18時53分-22時45分、12月29日17時56分-21時53分、12月30日18時5分-21時13分、2024年1月2日17時54分-20時47分
  • 撮影場所: 富山県富山市自宅
  • 鏡筒: TAKAHASHI製 ε130D(f430mm、F3.3)
  • フィルター: Baader:Hα 6.5nm、OIII 10nm
  • 赤道儀: Celestron CGEM II
  • カメラ: ZWO ASI6200MM Pro (-10℃)
  • ガイド:  f120mmガイド鏡 + ASI290MM、PHD2によるマルチスターガイドでディザリング
  • 撮影: NINA、bin2、Gain 100、露光時間5分、Hα: 28枚、OIII: 125枚、R: 11枚、G: 14枚、B: 11枚、の計189枚で総露光時間15時間45分
  • Dark: Gain 100、露光時間5分、温度-10℃、117枚
  • Flat, Darkflat: Gain100、露光時間 Hα: 0.2秒、OIII: 0.2秒、R: 0.01秒、G: 0.01秒、B: 0.01秒で全て64枚
  • 画像処理: PixInsight、Photoshop CC

背景が赤一辺倒、ダイオウイカ本体は青一辺倒というのから脱却して、少しだけですが階調を出せたのかと思います。処理途中は、かなり最後の方までイカ本体が少しでも見えたらいいくらいに本気で思っていましたが、結果としては正直自宅撮影でよくここまで出たと思います。結局イカ本体はある程度出てくれたので、こんな淡い天体の場合でも画像処理の手法としては存在するということが、今回学べたことです。

その一方、元々超淡くてノイジーなダイオウイカです。マスクを駆使して、相当な無理をして出していることを実感しながら処理していました。これだけ淡いと、環境のいい多少暗いところで撮影したとしても、画像処理には無理が出そうで、例えば他の方のダイオウイカ本体がかなり綺麗に出ている画像を見ても、よくよく見てみると多少強引に処理を進めたような跡が見てとられます。Xに投稿したときに海外の方から「このターゲットを狙う限り、みんな苦労して画像処理している」とか言うようなコメントがありましたが、本当にみんな苦労しているのかもしれません。

恒例のアノテーションです。
final4_cut2_Annotated1


以前に挑戦していた!?

どうせなのでぶっちゃけますが、実はダイオウイカ星雲は以前撮影していて、お蔵入りにしたことがあります。2021年11月のことです。FS-60CBにDBPフィルターをつけて、EOS 6Dで撮影しました。

DBPで胎児とハート星雲を撮影してみて、結構出るのでこれならダイオウイカでもなんとかなるかなと思って意気揚々と3日に渡り撮影しました。1枚当たりの露光時間はたっぷり10分で82枚、合計で13時間40分です。下の画像は、試しにWBPP後、フラット化だけしたものですが、何個もある黒い穴はホコリなので無視するとして、強炙り出ししても心の目で見てやっと青いイカが確認できるくらいです。

600_20s_FILTER_NoFilter_RGB_drizzle_1x_ABE_ABE

ホコリの跡が目立ったのもありますが、このイカさんの淡さ見て画像処理をする気にもならずに、諦めてしまいました。でもこれが広角の明るい鏡筒でナローバンド撮影をしたくなった強烈な動機になり、それから1年ちょっと経った時にε130Dを手に入れています。(追記: 改めて過去記事を読んでみると、DBPと6Dで胎児とハート星雲を撮影してうまくいったので、次にDBPでスパゲティー星雲を撮影しようと思ったみたいです。でもスパゲティーの前に6D+DBPでダイオウイカに行って上の画像のように打ちのめされて、そのままスパゲティーに行かずに、一旦ε130Dに走ってスパゲティーを撮影して、やっと今回のダイオウイカに戻ったということみたいです。)

今の技術で2年前のダイオウイカを画像処理したらどうなるか、ちょっと興味が出たので、少しだけ挑戦してみました。念の為一からWBPPをかけ直して、ABEとGradientCorrectionでフラット化して、SPCCをかけて、BXTをかけて、リニアの状態で恒星と背景を分離するなど、基本方針はナローで撮った時と同じです。ところが、適当にストレッチしてからダイオウイカ本体の処理のために青のマスクを作ろうとしたのですが、あまりに淡くてノイジーで背景と分離することができずに、結論としてはマスク作成不可能ということで頓挫しました。やはり今の技術を持ってしても、無理なものは無理と分かっただけでも収穫かもしれません。

結局年単位の長期計画になったのですが、改めて明るい鏡筒まで手に入れて、今回ナローでイカを撮った甲斐があったというものです。


PixInsight1.8.9-3のFBPP 

ちょうど6Dの画像処理中の6月24日、PixInsightのメジャーアップデートのお知らせがメールで届きました。目玉の新機能が多数枚の画像の速い処理を可能にするFastBatchPreprocessing(FBPP)と 、色バランスをGaia DR3データと比較して合わせるSpectrophotometricFluxCalibration (SPFC)でしょうか。とりあえずFBPPだけ試してみました。WBPPとの簡単な比較ですが、興味がある人も多いのではないでしょうか。

あ、その前に、1.8.9-3にアップデートした時点でプロジェクトファイル内に保存されていたWBPPのインスタンスが再利用できなくなったので、使い回しができなくなり新たに一から作り直す必要がありました。ダークとかフラットを登録済みで便利だったのに、また登録し直しでちょっと面倒でした。アップデートする方はこの点注意です。

1.8.9-3のインストール後、使えなくなったのはStarNetのみでした。これは前バージョンのPixInsightを消さずにフォルダ名だけ変えて残しておいて、1.8.9-3を元と同じ名前のフォルダにインストールし、古いフォルダ以下に残っていたファイルを新しい方にコピペしました。どのファイルをコピペすればいいかはここを参照してください。コピペでファイルの権限などもそのまま写されるので、このページにあるchmodなどの属性変更は必要ありませんでした。

さて処理にかかった時間の結果ですが、WBPPとFBPPで比較します。ファイルは全てEOS 6Dで撮影したカラー画像です。ファイル数は全く同じで、LIGHTが82枚、FLATが32枚、FLATDARKが32枚、DARKが106枚、BIASは以前に撮ったマスターが1枚です。

まずはこれまでのWBPPでかかった時間です。WBPPはdrizzle x1やLN Referenceなどもフルで実行しています。やっていないのはCosmeticCorrectionくらいでしょうか。トータルでは45分強かかっています。
20240621_WBPP_time2

一方、FBPPは設定でほとんどいじるところがなくて、ここまでシンプルになると迷うことが無くなるので好感が持てました。PixInsightの設定の多さや複雑さに困っている人も多いかと思います。私は多少複雑でも気にしないのですが、それでもこれだけシンプルだとかなりいいです。トータル時間は約11分です。
20240621_FBPP_time2

結果を比べると、Fast Integrationと出ているところは元のIntegrationなどに比べて3倍程度速くなっていますが、Fast IntegrationはLIGHTのみに使われていて、その他のDARKなどのIntegrationには使われないようです。Debayerも5倍弱と、かなり速くなっています。他の処理は元と同じ名前になっていて、かかる時間はほぼ同じようです。その代わりに余分な処理数を減らすことでトータルの時間を短縮しているようです。トータルでは4分の1くらいの時間になりました。

ここから考えると、LIGHTフレームの数が極端に多い場合は、かなりの時間短縮になるのかと思われますが、アナウンスであった10分の1は少し大袈裟なのかもしれません。

処理数を減らしたことに関してはdrizzleを使わないとか、ImageSolveで位置特定を個別にするとかなら、ほとんど問題になることはないと思われます。出来上がりのファイル数も少なくて、操作もシンプルで、FBPPの方がむしろ迷わなくて使いやすいのではと思うくらいです。


今後の改善

ダイオウイカですが、2年くらい前の撮影から進歩したことは確実です。機材が違うのが第一です。ソフトウェアの進化はそこまで効かなくて、以前の撮影の無理なものは無理という事実は変わりませんでした。

さて今後ですが、これ以上の改善の可能性もまだ多少あるかと思います。例えば今使っている2インチのOIIIフィルターはBaaderの眼視用なのですが、透過波長幅が10nmと大きいこと、さらにUV/IR領域で光を透過する可能性があり、まだ余分な光が多いはずです。実際、フラット撮影時にBaaderの撮影用のHαとSIIフィルターと比べると、OIIIのみ明らかに明るくなります。また、明るい恒星の周りにかなりはっきりとしたハロができるのも問題です。これらはきちんとした撮影用のOIIIフィルターを使うことで多少改善するかと思います。この間の福島の星まつりでやっと撮影用の2インチのOIIIフィルターを手に入れることができたので、今後は改善されるはずです。

また、今回OIIIに注力するあまり、Hαの枚数が5分の1程度の25枚で2時間程度と短かったので、もう少し枚数を増やして背景の赤の解像度を増すという手もあるかと思います。

G画像だけはもっと時間をかけて淡いところを出し、分子雲を茶色系に階調豊かにする手もあるかと思います。これはナローバンド、特にAOOで緑成分をどう主張させればいいかという、今後の課題になるのかと思います。

あとは、やはり暗いとことで撮影することでしょうか。いくらナローバンド撮影と言っても、光害での背景光の明るさが変われば、OIIIの波長のところでも違いが出るのかと思います。特にS/Nの低い淡い部分は効いてくるでしょう。


まとめ

2年前に心底淡いと震撼したダイオウイカですが、自宅でのナロー撮影で、まあ画像処理は大変でしたが、これだけ出たのは満足すべきなのでしょう。でももう、自宅ではここまで淡いのは撮影しないと思います。もう少し明るいものにした方が幸せになりそうです。無理のない画像処理で、余裕を持って階調を出すとかの方が満足度が高い気がしています。



久しぶりのブログ更新です。前回のノイズ計算で力尽きてしまい、忙しいこともあり、あまり趣味に時間を割くことができなくなっていました。今回の撮影も、1月初めくらいに撮影して、その後CP+関連の撮影などでしばらく間が空いて、3月半ばに撮り増ししたものです。


サボり気味な撮影

撮影は1月に遡ります。ε130D+ASI6200MM Proでの、いつもの自宅での撮影です。もうその時のこと詳しくは覚えていませんが、能登地震から数日後で少し落ち着いてきたことと、対象天体をどうするか迷ってたことが記憶にあります。曇りの間の晴れ間で、長時間は晴れなさそうだったので、比較的短時間で成果が出るものとというので決めた気がします。新規天体よりも、再撮影の方が向いていると判断して、過去画像の中でも結構初期の頃のFS-60CB用のマルチフラットナーのテストで撮った、かもめ星雲にしました。



上のリンクは2019年初めの撮影で、星を初めて2年半が過ぎたくらいでしょうか。すでに画像処理はSIからPIに移っていて、DBEのおかげで少し炙り出せるようになってきた頃だと思います。まだモノクロ撮影に手を出すはるか前で、多分かもめ星雲全体が入るようにとフルサイズの6Dを選んだのだと思います。自宅撮影なのでQBPでHαを出していますが、仕上げを見ても分かるように青いところとかはほとんど出せていなくて、赤でのっぺりしています。StarNetやDeNoise AIなどのAI系のツールはまだ影も形もなく、撮影した画像のクオリティーでの勝負でした。でもこれ、今のツールで処理したらどうなるのでしょうか?時間があったら後でやってみます。

さて今回の撮影ですが、1月の時点で2回望遠鏡を出し、モノクロでRGBの3種を撮影しました。でも画像を見てみるとさすがに光害地での撮影で、しかも曇りの合間でそれぞれ1時間程度の露光時間なので、Rでも本体が淡くてほとんで出ていません。その後CP+などがあったこともあり、しばらくお蔵入りになったのですが、3月中頃にHαを追加撮影しています。4月に入り、重い腰を上げてやっと画像処理です。サボりすぎでダメですね。


フラットが合わない!?

やっとのことで画像処理を進めるのですが、なぜか以前に撮ったフラットが合いません。私は基本、フラットは一度撮ると、鏡筒やカメラの構成を変えない限り、マスターフラット化したフラットファイルを使い回しています。これまでSCA260+ASI294MM Proでもε130D+ASI6200MM Proでも、使い回しでほとんど困ることはありませんでした。今回も過去に撮影したフラットで補正したのですが、なぜか全然空いません。ここしばらくε130Dで撮影はしていませんでしたが、それでも構成は何もいじっていなくて、これまでの経験からいったらフラットが合わない理由はありません。

ちなみに下がフラットが合わなかった画像です。RGBを合成した後、ABEの1次をかけています。フラット画像は昼間の明るい部屋の白い壁を写しています。壁の左側にある窓からの光が支配的なので、1次的な傾きがあるのはわかっています。なのでABEの1次をかけるのですが、普通はこれでOKなはずです。それでもこんなに右側に残るのは何かおかしいです。

Image130_ABE

実際ここまでひどいと画像処理でどうやってもダメで、諦めてフラットを再撮影した方が良さそうです。フラットは昼間の撮影なので次の休日まで待つ必要があり、これだけで1週間程度余分に時間がかかってしまいました。

再フラット撮影ですが、フードの有り無しが影響することもあるので、フード有り無しの両方で撮影しました。比較してみると、フードの有無で差はほとんどありませんでした、過去に撮影したフラットファイルと明らかに見た目で違いがありました。

こちらが過去、クワガタ星雲の際に撮影したフラット画像で、少なともその後のイルカ星雲の画像処理の際にはずれたような兆候はありませんでした。代表してR画像を示しますが、比較しやすいようにABEの1次をかけ、オートストレッチしています。
masterFlat_BIN_2_4784x3194_FILTER_R_mono_integration_ABE

次が今回撮影したフラット画像で、同じくR画像で、ABEの1次をかけ、オートストレッチしています。
masterFlat_BIN_2_4784x3194_FILTER_R_mono_integration1_ABE

どうやら過去のものは左右バランスが取れいてなくて、今回のものは取れているようです。過去画像でのフラット後に右側に大きなずれが出たのも納得です。クワガタ星雲の撮影から鏡筒やカメラをいじった覚えはないので、なぜフラットがこんなに変わったのかの理由は今のところ不明です。何か触ってそれを忘れているか、季節が変わったとかか、どこかで光の漏れ具合や散乱光が変わったのでしょうか?

その後、新しく撮影したフラット画像でWBPPを再度走らせ、スタックしました。あまり細部を出す必要もないので、Drizzleのx1だけかけておきました。出来上がった個々のRGB画像を合成し、SPCCでカラーバランスを整え、BXTをかけます。ここからStarNetで背景と恒星を分離し、恒星はそのまま使いますが、背景はRを次のHα画像の背景と置き換えることにします。


かもめの頭上の明るさ

インテグレーション直後のHαを見てみてみます。オートストレッチの強い方をかけています。

masterLight_BIN-2_4784x3194_EXPOSURE-300.00s_FILTER-A_mono

これを見ると明らかに左が暗く、右が明るいです。すなわち、カモメの上部は暗いということがまずあります。でもこれをABEでもDBEでも新機能のGC(GradientCollection)でも、とにかく補正してしまうと、左が明るくなりすぎて右の暗いところの明るさを超えてしまいます。

補正の目的は、画面全体の輝度差をなくして、細部の構造の濃淡をより出したいというものなのですが、このような(カブリとかではなく)実際の空に大きな輝度差があり、あるところを境にパツンと変わるような場合は、大元の傾向を壊してしまうという弊害があるということがわかります。最近の私の画像処理では、背景全体が明るくなってしまう傾向があるのですが、おそらく根は同じようなことなのかと思います。要するに細部を出したいがあまり、大傾向を軽視してしまっているというものです。

今の所、どうしたら完璧かというような解はまだ持っていません。淡い部分の階調のわずかな違いを表現するためには、やはり強力なフラット化の手法は必要かと思いますし、背景が明るくなり過ぎるもの避けたいと思っています。特に背景は光害地で撮影している限り、階調の違いがナローでしか出てこないので、背景にどんな色がついているのかよくわからないのが大きな問題です。もしかしたら、Hα画像で撮影される背景は、実際には赤っぽくはならずに、もっと黒っぽかったり、茶色に近いとかかもしれません。

今回の撮影ですが、RGBはGC(GradientCorrection)を使って星雲本体以外はかなりフラットにしました。HαもGCを使って、こちらは結構注意深く、少なくとも逆転現象があまり出ないようにかけてみました。
masterLight_BIN-2_4784x3194_EXPOSURE-300.00s_FILTER-A_mono_GC

その時に使ったGCのパラメータです。
GC_cut

GCについては書き出すと長くなりそうなので、機会があれば別途記事にします。


仕上げ

Hα画像にもBXTをかけて、背景と恒星を分離します。先に作ったRGBの背景画像のR成分を、このHα画像の背景で置き換えます。合成したAGB背景画像と、RGBの恒星画像を、別途適当にストレッチして、Photoshopに受け渡します。Photoshopでてきじ重ね合わせ、最終調整をして仕上げです。結果は以下のようになりました。

「IC2177: かもめ星雲」
Image109_back_HT_NXT2_cut
  • 撮影日: 2024年1月4日22時59分-5日0時9分、1月14日1時48分-3時8分、3月14日20時59分-22時37分
  • 撮影場所: 富山県富山市自宅
  • 鏡筒: TAKAHASHI製 ε130D(f430mm、F3.3)
  • フィルター: Baader:Hα 6.5nm、R、G、B
  • 赤道儀: Celestron CGEM II
  • カメラ: ZWO ASI6200MM Pro (-10℃)
  • ガイド:  f120mmガイド鏡 + ASI290MM、PHD2によるマルチスターガイドでディザリング
  • 撮影: NINA、bin2、Gain 100、露光時間5分、Hα: 17枚、R: 8枚、G: 8枚、B: 12枚、の計45枚で総露光時間3時間45分
  • Dark: Gain 100、露光時間5分、温度-10℃、117枚
  • Flat, Darkflat: Gain100、露光時間 Hα: 0.1秒、R: 0.01秒、G: 0.01秒、B: 0.01秒で全て128枚
  • 画像処理: PixInsight、Photoshop CC
赤の淡いところもそこそこ出ています。これはナローのHα画像が効いています。Rだけでは淡いところは全然出なかったでしょう。青もそこそこ出ているので、B画像も効いていることがわかります。これはOIIIにしても良かったのでしょうか?でもそれだとAOOにしてしまうかもしれません。ここら辺の塩梅が、まだあまりよくわかっていません。ただし、BもGもフラット化の過程で星雲本体以外はかなり消えてしまったので、星雲本体以外の赤がHαのみになってしまい、赤色だけののっぺりとしたものになっています。

フラットを再度撮影したのですが、ε130D(実際にはおそらく左右非対称からくる)のフラットの誤差がどうしても残るというのは依然問題として残っていて、今回GCで強引にフラット化してしまった弊害とも言えるかと思います。理想は左右対称な(明るい)鏡筒で、暗い場所に行ってRGBを撮影するというものですが、そんな鏡筒はなかなか無いのと、遠征になかなか行けない今の私にとっては、どちらも無い物ねだりというものでしょう。

アノテーションです。
Image109_back_HT_NXT2_cut_Annotated2

かもめ星雲はIC2177が一般的で、NGC2373と言われることも多いようです。NGCは他に3つ写っています。画面内には (シャープレス) sh2-292から297が入っているようですが、途中の294は見当たりません。調べたら画面右下をもう少し下側に行ったところにあるようです。PGCは分解能的に厳しいようで、ほとんど見えてないですね。


過去画像との比較

2019年初めに撮影したカモメ星雲を改めて載せておきます。
light_PCC_stretched_morfing_satiration_DBE_morph_ps2a

当時は赤いところも結構出るようになったと喜んでいた覚えがありますが、今見るとまだ全然ですね。しかも青成分なんかほぼゼロで、星雲本体が赤一色になっています。

露光時間は3時間越えなのでまあ同じくらいとして、鏡筒の口径は大きくなったこと、カメラはともにフルサイズですが、一眼レフのカラーカメラから、今回はモノクロのCMOSカメラでナローのHαを別撮りしているのが大きな違いでしょうか。いずれにせよ、大きく自己更新かと思います。さすがに5年という期間は、機材、ソフト、技術と、どれも進化が大きいかと思います。

さらにこの5年前に撮影したものを、RAWファイルから今のWBPPでスタックし直し、画像処理までしてみました。その結果がこれです。

masterLight-300.20s_combined_RGB_drizzle_1x_back_HT_cut

元ファイルは同じでも、別物のように違いますね。青い部分も情報としてはあったことがわかりますし、星の色もきちんと残っていました。淡いところもまだ引き出す余地があったようです。どうも撮影中に流れていたようで、縞ノイズの痕跡が見え始めています。

こうやってみると、5年間でソフトや技術が上がっていることがわかります。

ここまで出るなら、今回わざわざ撮影し直さなくても良かったかというとそうでもなくて、淡いところはより出ていますし、右翼に点在する青い部分はさらにはっきりしています。ここら辺の違いが機材の違いに起因するところでしょうか。こうやって進歩を部分部分で見るものとても楽しいです。


まとめ

イルカ星雲以来の久しぶりの本格的な撮影でした。露光時間があまり伸ばせなかったのですが、天気があまり良くなかったので仕方ないでしょう。でも久しぶりの画像処理で、結構楽しくて、結果もまあ満足です。

しばらく画像処理をサボっていた間に、GraXpertに加えて、GradientCorrenctiontという新しい機能も出てきました。ここら辺はMARSにつながる布石なのでしょうか?関連して、背景の正しい色を知りたい欲求が高まっています。もう暗いところに行くしか無いのか、それともアイリス星雲ゴースト星雲みたいに、明る自宅でもRGB撮影でまだ活路を見出すことができるのか、そろそろ次の手をどうするか本格的に考える必要がありそうです。

実は4月の新月期は結構頑張っていて、M104ソンブレロ銀河の撮影も終えていますし、ヘルクレス座銀河団の撮影ももう終えています。ここら辺の画像処理も時間を見つけて進めたいと思います。


年末の12月初めくらいから撮り続けていたSh2-308 ミルクポット星雲がやっと仕上がりました。

海外ではDolphin Head Nebulaと呼ばれているようで、日本でも「イルカ星雲」とか「イルカの頭星雲」とも呼ばれているようです。その一方、Milk Pot Nebulaとかで検索しても全く引っかからないので、どうもミルクポットと言っているのは日本だけのようです。

本当にイルカの口に似たような特徴的な形と、OIIIで写すと青く目立ってとても綺麗で、星を始めた当初からいつか詳細な形と共に撮影したいと思っていた星雲の一つです。最高高度が31度程度と比較的低い空なので、撮影可能期間もあまり長くなく、やっと実現できたというわけです。


撮影

実際の撮影開始は結構前で、12月4日の夜中過ぎからです。自宅なので平日も撮影可能で、同じ日の前半に北西方向のダイオウイカ星雲、後半に東から昇ってきているイルカ星雲を撮影しています。

一般に淡いと言われているイルカさんですが、同日に撮影していたダイオウイカ星雲がとんでもない淡さなので、イルカ星雲はずいぶん濃く感じました。下の写真の左は6時間40分のOIIIのダイオウイカで、ABEにDBEもかけて強あぶり出ししてやっとこれくらい。一方右は3時間10分でABEをかけただけでこんなにはっきり出ます。
comp

今回のイルカ星雲は、5分露光でOIIIが59枚、Hαが39枚でAOO合成の予定です。さらに恒星用にR、G、Bでそれぞれ8枚ほど撮影しています。OIIIとHαは比較的早くに撮り終えていたのですが、RGBが曇っている日が多くてなかなか撮り溜めできず、撮影は最終的に1月14日まで食い込んでしまいました。

R、G、B画像もそれぞれ同じ5分露光なのですが、明るい星はサチってしまっています。今後はRGBの各フィルターでの撮影は露光時間を短くするか、ゲインを落とした方がいいようです。

blue_BXT_Image36_DBE_DBE_Preview02_3dplot
RGB合成した画像の左側真ん中に写っている一番明るい星を、
PIの3Dプロットで表示。


画像処理

画像処理を進めていてすぐに、今回はイルカ星雲本体の青よりも、背景の赤がポイントではないかと思うようになりました。
  1. まず、イルカさんの中にも赤い部分が存在しているようで、今回程度のHαの露光時間では全然分解して表現できていないように思います。
  2. 背景の左側の赤い部分は、周辺減光か分子雲かの見分けがつきにくかったのです。特に左下の暗くなっている部分は暗くなっていますが、これは周辺減光なのか迷いました。他の方の画像を見ると確かに暗くなっているので正しいようです。
  3. 右側と上部には、かなり濃い波のような分子雲があり、こちらはHαだけでなくOIII成分も持っているようで、左下の赤とは明らかに違った色合いになり面白いです。
  4. 画面真ん中の星雲本体の周りに、下から右上方向に進むかなり淡い筋のような模様が見えますが、これも迷光などではなく本当に存在するもののようです。この筋はHαだけでなくOIIIにも存在するので、ここでも色の変化が見られとても興味深いです。

背景の淡い部分を出すには、フラット化がどこまでできるかがとても重要です。通常のフラットフレームを撮影してのフラット補正は当然として、それだけでは取りきれない
  • 輝度勾配
  • 周辺減光の差の残り
  • ライトフレーム撮影時とフラットフレーム撮影時の迷光の入り具合の差
など、大局的な低周波成分の輝度差が、淡い部分のあぶり出しを阻害してしまいます。

私はフラットフレームは晴れた昼間の部屋の中の白い壁を写しているので、どうしても窓側と部屋中心側で輝度差が出てしまいます。これはABEの1次で簡単に補正できるので、まずはHαもOIIIもインテグレーション後にすぐにABEの1次をかけます。ABE1次の後は出てきた画像を見て、毎回それぞれ方針を考えます。


GraXpert

実は今回、フラット化のために最近人気のフリーのフラット化ツールGraXpertを使ってみました。以前からインストールはしていたのですが、ほとんど使ったことはありませんでした。

今回GraXpertをPixInsightから呼び出せるようにしようと思って、この動画にあるように

https://www.ideviceapps.de/PixInsight/Utilities/

をレポジトリに登録して、ScriptのToolboxの中のメニューにも出てきたのですが、いざPixInsightからGraXpertを呼び出すと「GraXpertの最新版が必要」と言われました。アップデートしようとして最新版をインストールしたわけですが、アップデート後PIから呼び出しても、どうも動いている様子が全くありません。確認のために、まずは単独でGraXpertを立ち上げてみましたが、セキュリティーの問題を回避した後もうまく起動しません。ちなみにMacのM1です。

それでどうしたかというと、アプリケーションフォルダのGraXpertをフォルダから右クリックして「パッケージの内容を表示」でコンテンツの中身を見てみます。ContentsのMacOSの中にあるGraXpertがターミナルから起動できる実行ファイルで、これをダブルクリックすることでエラーメッセージを確認することができます。今回はいくつかpyhthonのライブラリが足りないとか出ていたので、手動でインストールしたのですが、結局解決せず。

そもそもメインPCのpython関連はそんなに変なことをしていないので、おかしいと思い調べたら、最新版はMac OS 13.6以上が必要とのこと。私はアップデート後のトラブルが嫌であまり最新のOSには手を出していなかったのですが、自分のバージョンを見たら12.4とか2世代も古いです。仕方ないので久しぶりにOSをアップデートし、一気に14.2.1のSonomaになって、無事にGraXoertが立ち上がりました。

ちょっと蛇足になってしまいましたが、
  • うまくいかないときはターミナルから立ち上げてエラーメッセージが確認できること
  • OSのアップデートが必要なこともある
というのが教訓でしょうか。

さてGraXpertの結果ですが、背景の星雲の形が大きく変わってしまい、残念ながら撃沈でした。比較してみます。最初がABEのみでフラット化したもの、
Image19_ABE4

次がGraXpertで今回は見送ったものになります。AIとKrigingで試しましたが、大きな傾向は変わりませんでした。画像はKrigingのものです。
Image13_SPCC_GX_K

違いは左下の濃い赤の部分で、GraXpertではムラと判断され、取り除かれてしまっています。また、イルカ星雲本体があるあたりの背景のHαも同様に取り除かれてしまっています。

このように、背景全体に分子雲が広がっているような場合は非常に難しく、DBEでもあまりいい結果にならないことがわかっているので、今回は再びHαとOIIIに戻って、今一度注意深くABEのみで処理することにしました。 GraXpertの方が良い結果を出す場合もあると報告されているので、実際のフラット化処理の際には一意の決まり手は存在せず、毎回臨機応変に対応すべきなのでしょう。


ABEのみでのフラット化

さて、今回最終的に使ったABEの具体的な手順を書いておきます。これも今回限りそこそこ上手くいったと思われる、あくまで一例です。
  • Hα: ABE1次、ABE2次
  • OIII: ABE1次、ABE2次、ABE3次、ABE3次 
として、ここでAOO合成。その後さらに
  • AOO: ABE4次
として、やっと落ち着きました。繰り返しになりますが、どれも決まった手順とかはなく、その場その場で画像を見ての判断です。

ポイントは
  1. 過去に他の人が撮影した画像などを参考にして、自分の背景がおかしすぎることがないこと
  2. オートストレッチで十分に炙り出せる範囲にフラット化を進めること
の2点でしょうか。それでも特に2にあるように、あぶり出しやすくするためにというのを主目的でフラット化しているので、正しい背景からずれてしまう可能性は否定できません。さらに1も、淡いところをどんどん出していくと、参考にできる他の画像自体も数が限られてしまうようになるという問題もあります。

こうやって考えると、PixInsightのMARSプロジェクトにかなり期待したいです。何が正しい背景で、何がカブリなどのフェイクかの指標を示してもらえるのは、とてもありがたいです。もちろん、誰も到達していないような淡さなどは当然データベースに登録されないと思うので、限界はあるはずです。でも私みたいな庭撮りでやっている範囲では、十分な助けとなってくれると思います。


とりあえずの画像処理

1月19日の金曜の夜、SLIMの月面着陸の様子をネットで追いながら、画像処理をしていました。着陸後、結果発表までかなり時間があったので、寝るのは諦めてのんびり進めます。その時に一旦仕上げて、Xに投稿したのが以下の画像です。

Image19_ABE4_SPCC_BXT_back3_cut

イルカ星雲本体はかなりはっきり出ています。イルカなのでOIIIの青がよく似合っています。また、背景の赤もかなり出ているのではないでしょうか。ナローバンドと言えど、自宅で背景がここまで出るのなら、結構満足です。周りの赤いところまで出してある画像はそこまでないのでしょう、結構な反響がありました。

イルカ星雲本体に含まれる赤はもっと解像度が欲しいところですし、全体に霞みがかったようになってしまっています。淡いOIIIを無理して強調した弊害です。OIIIフィルターにバーダーの眼視用のものを使っていることが原因かと思われます。IR/UVカットができないために、青ハロが目立ち、その弊害で霞みがかったようになってしまっています。


Drizzle+BXTが流行!?

土曜の朝起きて、いつものコメダ珈琲に行き、画像処理の続きです。改めて昨晩処理したものを見てみると、ノイズ処理がのっぺりしていて、恒星の色も含めて全然ダメだと反省しました。特に、拡大するとアラが目立ちます。

そもそもε130Dの焦点距離が430mmとあまり長いものではないので、画角的にイルカ星雲本体が少し小さくなってしまいます。後から拡大しても耐え得るように、WBPP時にDrizzleの2倍をかけておいて、Drizzle+BXT法で、イルカさん本体の解像度を上げてみます。



下の画像は、左がDrizzle x1で右がDrizzle x2、上段がBXT無しで下段がBXTありです。差が分かりにくい場合は画面をクリックして、拡大するなどして比べてみてください。

comp2
  1. まず上段で左右を比べると、Drizzleを2倍にすることで、恒星の分解能が上がっていることがわかります。
  2. 次に左側で上下を比べると、(Drizzleは1倍のままで) BXTの有無で、恒星が小さくなり、背景の細かい模様もより出るのがわかります。ただし、画像の解像度そのもので分解能は制限されていて、1ピクセル単位のガタガタも見えてしまっています。
  3. さらに下段のみ注目して左右を比べると、右のDrizzle2倍にさらにBXTをかけたものでは、恒星のガタガタも解消され、かつ背景もピクセル単位のガタガタが解消されさらに細かい模様が見えています。
このように、Drizzle+BXTで、恒星も背景も分解能が上がるため、圧倒的に効果ありです。

ところでこのDrizzle+BXT法ですが、2023年5月に検証して、その後何度がこのブログ内でも実際に適用してきたのですが (1, 2, 3) 、最近のXでの天リフ編集長の「効果があるのかないのか実はよくわからなかった」という発言にあるように、当時は余り信用されなかったようです(笑)。


ところが上のリンク先にもあるように、ここ最近だいこもんさんや他の何人かの方が同様の方法を試してくださっていて、いずれも劇的な効果を上げているようです。とうとう流行期がきたようです!

この手法を科学的な画像としてそのまま使うことはさすがにできませんが、鑑賞目的ならば、本物のさらに細かい構造が見えてきている可能性があると思うと、夢が大きく膨らむのかと思います。多少の手間と、(一から揃えるとPixInsightとBXTでそこそこの値段になるので) あまり多少ではないコストになりますが、それでも対する効果としては十分なものがあるのかと思います。

土曜日はこんなことをやっていて、力尽きました。


Drizzle x2

日曜日もほぼ丸一日かけて、Drizzle x2の画像の処理を進めます。なかなか上手くいかなくて、バージョン10まで進めてやっとそこそこ納得しました。あとから10段階を連続で見てみると、徐々に問題点が改善されていく過程がわかります。

金曜夜中に処理したDrizzle x1と、日曜夜遅くにDrizzle x2で最終的に仕上げた後の画像の比較してみます。ともにBXTをかけたものです。

まずはDrizzle x1
x1

次にDrizzle x2です。
x2

画像処理にかけた気合と時間が大きく違うこともありますが、それにしても結果が全然違います。では一体何をしたかというと、大きくはノイズ処理の見直しと、恒星の処理の見直しです。


Drizzle後のノイズ処理

特にノイズ処理は結構大変で、少し油断するとすぐにモワモワしてしまったり、分解能が悪くなったりで、全然上手くいかなかったです。でも筋道立てて丁寧にやっていくと、なんとか解は存在するといった感じでしょうか。

まず、ノイズ処理で気づいたことが一つあります。Drizzleで解像度2倍にした画像にはノイズ処理が効かないことがあるようです。興味があったので少し調べてみました。

今回試してみたノイズ処理ソフトは
  • Nik CollectionのDfine 2
  • PhotoshopのCamera RAWフィルターのディテールのノイズ軽減
  • DeNoise AI
  • NoiseXterminator
です。この中で効果があったのはDfine 2とNoiseXterminatorでした。他の2つは元々大きな構造のノイズが苦手な傾向があることは気になっていましたが、今回Drizzleで2倍の画素数にしたため、同じノイズでもより細かい画素数で表現されるようになり、相対的に大きな構造のノイズを扱っているような状態になったのかと推測します。まだ少し試しただけなので検証というレベルではなく、他のノイズ処理ソフト、例えばTGVDenoiseなどのPIのノイズ処理関連なども含めて、もう少し調べる必要があると思います。それぞれ得意な空間周波数があるような気がしています。

結局今回使ったのは、PI上でNXT、Photoshop上でDfine 2でした。これでモコモコしたノイズが残るとかを避けることができました。またNXTはカラーノイズ対策はできないので、カラーノイズはDfine2に任せました。


結果

結果です。拡大しないと一見、金曜夜中の画像とそこまで変わらないと思えるかもしれません。でも、少し細部を見ると全く違います。

「Sh2-308: イルカ星雲」
Image17_ABE4_SPCC_BXTx3_HT_HT_back7_cut_low
  • 撮影日: 2023年12月5日0時3分-3時9分、12月9日0時2分-1時5分、12月29日22時3分-30日4時20分、2024年1月4日20時50分-22時43分、その他2夜
  • 撮影場所: 富山県富山市自宅
  • 鏡筒: TAKAHASHI製 ε130D(f430mm、F3.3)
  • フィルター: Baader:Hα 6.5nm、OIII 10nm、R、G、B
  • 赤道儀: Celestron CGEM II
  • カメラ: ZWO ASI6200MM Pro (-10℃)
  • ガイド:  f120mmガイド鏡 + ASI290MM、PHD2によるマルチスターガイドでディザリング
  • 撮影: NINA、bin2、Gain 100、露光時間5分、Hα: 39枚、OIII: 59枚、R: 8枚、G: 9枚、B: 8枚、の計123枚で総露光時間10時間15分
  • Dark: Gain 100、露光時間5分、温度-10℃、117枚
  • Flat, Darkflat: Gain100、露光時間 Hα: 0.2秒、OIII: 0.2秒、R: 0.01秒、G: 0.01秒、B: 0.01秒で全て64枚
  • 画像処理: PixInsight、Photoshop CC

私的にはかなり満足なのですが、子供に上の画像を見せたら「霞んで見えるのが惜しい」と言われました。ナローバンドフィルターは星まつりで安いB級品をちょくちょく集めてきたのですが、パッと手に入れることができた眼視用OIIIフィルターだと多分もう厳しいので、新品で購入してしまった方がいいのかもしれません。でも新品でも在庫がないみたいです。いっそのことUV/IRカットフィルターを重ねてしまうのも手かもしれません。

上の画像は拡大すると真価を発揮します。イルカに見えるように画像を90度左回転し、左に明るい赤の壁を置くような構図にしてみました。

Image17_ABE4_SPCC_BXTx3_HT_HT_back7_rot_half2_wall
恒星の色もでているかと思います。大きくクロップしたとは思えないくらいです。

さらにイルカ星雲本体のみにしてみますが、ここまで拡大してもまだ大丈夫かと思います。
up2

この画像も子供に見せたら、「イルカの中の赤いところがまだ出ていない。頭のところにある脳みそみたいなところはまだマシだが、下の心臓の形はもっと出るはずだ」とか言われて、どこからか検索してきたもっと細部が出ている画像を見せられました。でもその画像の説明を見たらそもそも大口径の350mmでf/3、撮影時間がなんと45時間...、さすがに太刀打ちできるはずもないです。

超辛口な息子の意見に少したじろぎましたが、ナローバンドだとしても自宅撮影でここまで出るなら、もうかなり満足です。あとは毎回コンスタントにこれくらいまで出すことができるかでしょうか。もう少し練習が必要な気がしています。


まとめ

金曜夜から土日のほとんどを画像処理にかけてしまいました。やり直しを含めて、今回は丁寧な処理の画大切さを実感しました。淡いところを出すときは、特に慎重に手順を考えて処理しないとすぐに破綻してしまいます。

結局これ1枚に32時間くらい画像処理にかけたので、ちょっとスキルが上がったはずです。1枚に集中してできる限りのめり込むことは、かなり効果があるのかと思います。

でも次のダイオウイカとまともに戦えるとはまだ思えません。今のところ全然ノイジーです。ダイオウイカ星雲はそれくらい手強いです。


前前々回の記事でクワガタ星雲のSAO合成をしました。



せっかくなのでいつものようにAOO合成もするのですが、普通にAOO合成をするとHαの淡い構造とかが一切出てきません。これが不満で、色々試してみました。


Hαの情報量

AOO合成をして、オートストレッチすると大体これくらいです。
Image21s

きちんとクワガタの形が出ています。でも、Hαだけの画像を見るとまだまだ模様がいっぱい残っているんです。

Hα画像を強オートストレッチしてみます。
FILTER_A_mono_drizzle_2x_integration_ABE1_ABE2_ABE4s
すごい模様が出てきます。一番暗いところが背景だとしたら、多少なりとも明るいところはなんらかのHα成分が存在していると考えていいでしょう。普通にAOO合成した画像に、このHαの模様が活かされ切っているとはさすがに言い難いのかと思います。今回はこれをどこまで表現できるかやってみたいと思います。


まずはどこまで出そうか、テスト

まずAOO合成させたものを、強オートストレッチして、さらに微調整します。
Image21_strongs
ここらへんまで出せたらHαを使い切っていると言えそうですが、いくつか問題点があります。
  1. 右真ん中に大きな黒い窪みがある。
  2. 赤がサチりかけているところがある。
  3. 星がうるさい。
くらいでしょうか。一つづつ片付けます。


1. フラット化の大切さ

まず1の黒い窪みですが、普通にAOO合成したら対して問題にならないのですが、淡いところを頑張って出そうとすると目立ってしまいます。これはOIII画像に残っていた、ε130Dの迷光の残りのようです。今回は撮影時に鏡筒にフードもつけていますし、もちろんフラット補正もしています。それでも強あぶりで、これくらいのフラットの誤差が出てくるようです。ここまででもHα、OIII共にABEの1次と2次と4次をかけていますが、さらにOIIIにDBEをかけて窪みをとることにしました。その結果が以下になります。
Image24_strongs
窪みは目立たなくなり、さらにもう少し炙り出すことができるようになりました。

しかしながら窪みが目立たなくなったことで、今度は右上に注目すると、赤が構造なしでのっぺりしている気がします。本当にHα成分があるのか、カブリなのか見極めが難しいところです。仮にカブリだとすると、ここだけをうまく取り除くのは結構難しそうです。

今回は、ABEの2次を再度かけ、右上と、左下の赤も少し緩和するようにしました。もっとはっきり除いてもいいのですが、そもそもここら辺の領域を強度に炙り出しいる参考画像がほとんどなく、何が正解かよくわかりません。これ以上やると恣意的な操作になると判断し、今回はそのままで残しました。
Image24_ABE1s
こういったカブリ問題は、将来PixInsightのMARSプロジェクトがうまくいったら解決するのかもしれません。



情報を余すところなく引き出して炙り出す場合、上の操作のように「正しい背景にするというよりは、あぶり出しやすいように、できる限りあらかじめフラット化させておく」方向になるのかと思い思います。そのため、フィルターやセンサー面についているゴミはうまくフラット補正で除けないと、強あぶり出しの際にとんでもなく目立ってしまったり、周辺減光や迷光もフラット処理がうまくいかないと、そこの輝度差で制限されてしまって炙り出しが十分できないなど、致命的になる可能性があります。

先日の記事のように
最近はソフトの力でかなりの補正が効くようになってきていますが、BXTは分解能は出せても淡いものを出すことにはほとんど助けになりません。ソフトで補正が効かないこともたくさんあり、今回のように淡い構造を引き出し切ろうとすると、光学機器の段階での丁寧な汚れの除去や迷光処理、確実なフラット補正がとても大切だと言うことも肝に銘じておきたいものです。

次に、SPCCでナローバンドを選び、AOOの正しい波長と、手持ちのフィルターの波長幅を入力します。重要なことは、ニュートラルバックグラウンドをどこにするかです。プレビューで一番暗いところを選択して「Region of interest」に設定しておいた方がいいでしょう。これをしないと、赤が再び出にくくなったり、暗いところが緑がかったりしてしまいます。RGB画像を別撮りなどしていない場合は「Oprimize for stars」にチェックを入れておくと、星の色を優先的に最適化するとなっていますが、試したところ少なくとも今回は大きな違いはわかりませんでした。SPCCがうまくいくと、赤がかなり残った状態で色バランスが取れるようになります。


2. 恒星にはBXT

次に2の星がうるさいことですが、やり方は色々あると思います。今回は簡単にBXTを使ってしまいましょう。恒星も併せて十分にあぶり出しても、恒星自身が小さければ、全体を見た時のうるささは緩和されるはずです。今回はHαの淡いところを画面全体で見せたいので、トリミングやバブル星雲のところのみを拡大することなどは考えていないです。そのためSAO合成の時よりもBXTの効果は緩和させて
  • Sharpen Stars: 0.25, Adjust Star Halos: -0.30, Automatic PSF: on, Sharpen Nonsteller: 1.00
としました。


3. ストレッチは迷うところ

最後に3のサチり気味(=飽和気味)の赤をどう扱うかです。ストレッチをいかにうまくするかと言う問題です。

既に赤は色が十分出ているので、ArcsinhStretchは色が濃くなりで使えませんでした。意外なのがMaskedStretchが本来マスクで、本来はきちんとサチるのを保護してくれるはずなのに、赤のサチりを強調してしまい使えなかったことです。結局ここでは、HistgramTransformationで恒星が飽和しない範囲で軽くストレッチして、ここでStarNet2で恒星と背景を分離し、その後背景のみ必要なところまで強調しました。その後、私の場合はPhotoshopに引き渡して最終調整します。


仕上げ

最後のPhotoshopは個人の好みによるところも大きいでしょう。今回は赤の淡いところを残します。OIIIの青を少し持ち上げて色調を少しでも豊かに見せるのは、いつもの手段です。赤ももう少しいじって、強弱をつけたりします。それでも色相(RGBをそれぞれどれだけストレッチするかと、各色のブラックポイント)自体はSPCCで決めたので、それ以上は触っていません。

結果です。
Image24_ABE1_SPCC_BXTSS025_HT2_s_cut

元がHαとOIIIの高々2色なので、前回のSAOと比べてもどうしても赤でのっぺりしてしまうのは避けられません。実はAOOにする前に、なんとかSIIを使えないか、いろいろ比率を変えて試しました。複雑な比率にして、そこそこよさそうな候補はいくつかあったのですが、結局AOOのシンプルさを崩すほどいい配色は見つからず、結局今回はSIIは使わずじまいです。いつかHαとOIIIとSIIまで使った擬似RGB配色で自然に見える組み合わせが見つかるといいですが、少なくともAOOを凌駕するものでないとダメだと思うので、そんなに簡単ではないと思います。

今回のHαを余すことなく引き出すAOOですが、懸念事項の一つは画面全体が赤に寄ってしまう印象を受けることです。でも赤にのみ構造がある限り、そこを出そうとすると赤を底上げする以外に今の所いい方法を思いつきません。アメペリも同じように処理をしていて、こちらも背景が赤いですが、それでも暗いところは存在していて、それ以上明るいHαが全面近くに渡り散らばっています。

今回、やっとこのAOO手法を言語化して記事にしたことになります。他に、全体をもう少しニュートラルに寄せて、Hαにふくまれる淡い構造もきちんと強調できる方法を探していきたいと思います。


まとめ

前回の記事で年末の挨拶をしてしまったのですが、今回の記事が本当の2023年最後の記事になります。 年が明けてからのんびりまとめようと思ったのですが、大晦日に少し時間があったので、まとめてしまいました。

クワガタ星雲をとおしてSAOとAOOの議論を少ししたことになります。でもまだ十分かというとそうでもなく、SAOの色がまだハッブルパレットと違う気もしますし、AOOは全画面真っ赤問題をなんとかしたいです。所詮人工的な色付けになるので、多少色相とかいじってもいい気もするのですが、今のところはまだ躊躇しています。理由は再現性がなさそうなところです。複雑になりすぎないというのも重要かと思います。何かいい方法はないのか?今後も探していくことになるでしょう。またいい方法があったら記事にします。


日記

最近はブログ記事を休日のガストのモーニングで書くことが多いです。以前はコメダのモーニングのみでしたが、最近はガストと半々か、ガストの方が多いくらいです。ガストのドリンクバーが飲み放題でいいのと、最近はマヨコーンピザが安くて美味しいからです。多分田舎のガストなので、朝はガラ空きで、混んでくるランチタイムくらいまでは長居も可能なので、とても居心地がいいです。同じようにPCを広げている常連さんも何人かいます。この記事も最後の仕上げを大晦日にガストで書いています。

これから実家の名古屋に向かいます。元旦は実家で、おせちをつまみながらのんびり過ごす予定です。残念ながら新年2日の北陸スタバ密会は中止になってしまいました。時間が少しできるので、またノイズ計算の方を進めたいと思っています。


今回はクワガタ星雲のナローバンド撮影です。私自身ナローバンドはまだよくわからないことが多くて、これまでも結構迷走していました。今回ハッブルパレットについて考えてみて、やっと納得できてきました。


撮影

11月20日からの晴れの日の数日間、自宅の庭でε130Dを使って撮影しています。午前0時くらいを境に一晩に前半、後半で2対象、同じものを何日か続けての撮影です。この前のスパゲティ星雲も、今回の記事のクワガタ星雲もその内の一つです。他にもダイオウイカさんや、イルカさんなどが未処理で残ってますが、ダイオウイカさんは露光時間が全然時間が足りていなくて、イルカさんはOIIIはいいのですがHαが強風で全滅だったのでさらに撮り直しです。



平日なので撮影を開始したらあとは寝てしまいます。NINAの自動導入とプレートソルブで放っておいても勝手に対象に向けてくれますし、EAFでピント合わせもしてくれます。天気さえ良ければ、しかもナローなら月夜でも撮影できます。

今回のクワガタさんはスパゲティ星雲が上がってくるまでの前半の、全て月が出ている時間帯での撮影です。そのためナローバンド撮影としましたが、実際どこまで写るのでしょうか?

クワガタ星雲はSh2-157という番号がついています。HαがメインなのでAOO撮影で処理されている場合が多いようですが、SAOでのハッブルパレットで撮影されることも多いようです。今回はせっかくなので象の鼻星雲以来のSIIも撮影しました。今回の結果を見る限りナローバンドなら、月などでかなり明るい状況でも十分炙り出せるようです。




ハッブルパレットの理由

俗にハッブルパレットと呼ばれる画像を見てみると、オレンジと濃い青に寄っているものが主流に見えます。ハッブル望遠鏡オリジナルの創造の柱の場合はまだ緑が残っていますが、JWST(James Webb Space Telescope)の画像になると、さらにオレンジ青ベースが顕著になり、緑が消えていく方向のようです。

この手の色を出すには、これまでの経験上SAO(SIIをred、Hαをgreen、OIIIをblue)で1:1:1で合成をして、PixInsightのSCNRでGreenを1.0で抜いてやると、かなり近い色になります。このことを少し考えてみます。 

まず、 SII、Hα、OIIIの中で一番明るいのはHαです。これを最終的に一番出ていないgreenに持っていくのは一見無駄なように思えますが、SCNRの働きを考えると理にかなっているようです。SCNRは「緑の天体というものが実在しないために、画像から緑を除去する」というような説明をされることが多いようです。

そこで、SCNRの定義を探したのですが、いまいち見つかりません。プロテクションの定義はすぐに見つかるのですが、 これはGをどう置き換えるかについてのみの記述で、RとBをどう置き換えているかの記述がどこにも見当たりません。SCNR変換後のRとBを見てみると、両方とも明らかに変換前よりも明るくなっているので、元のG成分がRとBに行っているのは確実です。SCNRは、もう少し正確には余分なG成分をRとBに割り振ると考えた方がよさそうです。

SCNRでGを抜いた画像は以下のようになります。赤とか青にならずに白くなっている部分も多いので、Gを全く無くしているというよりは、RGBのバランスが取れるようにGをRとBに配分したと考えてよさそうです。
Image68_ABE_SCNR_ABE

試しに、PixelMathで
  • R: A*0.33+O*1
  • G: A*0.33
  • B: A*0.33+O*1
として変換してみた画像が以下になります。
Image71_ABE_PM_ABE

恒星の赤ハロがSCNRとPixelMathのなぜこんなに違うのか理由はわかりませんが、星雲自体の色の傾向は正しそうです。念の為StarNet2で背景だけ分離してみます。上がSCNR、下がPixelMathです。まだ少し赤系が違うところはありますが、大まかにはオレンジと青で傾向はあっていそうです。
Image68_ABE_SCNR_ABE_SN2

Image71_ABE_PM_ABE_SN2_CT_HT

途中、StarNet2が消えていたのに気づいたので再インストールしました。再インストール方法はこのページの中くらいを見てください。 PixInsightをアップデートした際か、BXT2をインストールした際に消えてしまったのかと思いますが、MacのM1ですが、今の所StarNet2の再インストールで、問題なくBXT2とAI2もAI4も共存できています。

ハッブルパレット、もしくはJWST画像の2極の色の「オレンジ」はRとGが混ざった「黄色」と「R」を混ぜたものと考えると、反対側の「濃い青」はBとGが混ざった「Cyan(明るい水色)」と「B」を混ぜたものと考えることができます。こう考えると、一番明るいHαをSAOとして最初Gに置いてやって、そのHαを余すことなくRにもBにも配分して、しかもカラーバランスが取れるようにGにも残すというやり方は、一番情報の多いHαを余すことなく使っているという点において、かなり理に適っているといえるのかと思います。ところで、Rを消すように最初HαをRに置くこともできますし、Bを消すように最初HαをBに置くこともできるはずです。ハッブルパレットが「Gを消す」方向としているのは、やはり緑の天体は基本存在しないということなのでしょうか。

あ、当然ですが本物のハッブル望遠鏡は我々アマチュアが使うフィルターとは全然別のフィルターを使っています。ですが、コンセプトとしてはそこまで間違っていない気はしますし、少なくとも我々アマチュア天文の範囲では上のように考えてハッブルパレットをまねるのは、持てるリソースを最大限利用するという観点からはそれほどおかしいことではないのかと思います。

さて、これまでずーっといまいち納得できなくて迷走してきた3波ナローバンド合成ですが、

今回の検証で自分的には色々納得ができてきたので、今後はSAOで合成して、SCNRで緑を抜くという方向で進め、撮影もどんどんしていきたいと思います。PixelMathの方は恒星の色がうまく出なかったので、ここからはSCNRの方を標準とします。


バブル星雲、でも小さい!

画像処理中に気づいたのですが、下の方の真ん中少し右のところに、なんとバブル星雲が入っているではありませんか!

ただし、さすがにε130Dの焦点距離430mmだとかなり小さいです。今回bin2で撮っていたので、解像度的には少し不利です。そのため、Drizzleのx2で処理し直して、そこにBXTをかけてみました。BXTは新しいAI4も検証したのですが、これは別記事で書きたいと思います。以前の検証で、Bin2でもDrizzleなどで解像度を増し、そこにBXTをかけることで、BXTのまだ残っている余地を引き出すようなことができることがわかっています。BXT2のAI4バージョンでの効果はまだわからないので、少し試してみました。

comp

左がdrizzle x1、右がdrizzle x2にそれぞれBXT2のAI4をかけたものになります。ただし、左のdrizzle x1は元画像が小さいので、Photoshopで同じ大きさにしたときに再サンプリングされていますので、意図せずして解像度が上がっています。それでもこの程度です。これだけ見てもdrizzle x2にBTX2でも解像度をさらに引き出しているように見えます。


画像処理と結果

画像処理ですが、ハッブルパレットの検証に時間がかかったこと以外は、それ以降特に困ることはありませんでした。淡いモクモクを引き出すためにABEなどを使ってのフラット化に気をつけて処理し、途中BXTを注意深くかけ細部を出します。今回は色を出すために ArcsinhStretchでストレッチして、あとは仕上げでPhotoshopにひきわたしてさらに彩度を上げていくだけです。結果は以下のようになりました。

「Sh2-157: クワガタ星雲」
Image13_rot_cut
  • 撮影日: 2023年11月21日19時5分-21時22分、11月22日18時27分-22時5分
  • 撮影場所: 富山県富山市自宅
  • 鏡筒: TAKAHASHI製 ε130D(f430mm、F3.3)
  • フィルター: Baader:Hα 6.5nm、OIII 10nm、SII6.5nm、
  • 赤道儀: Celestron CGEM II
  • カメラ: ZWO ASI6200MM Pro (-10℃)
  • ガイド:  f120mmガイド鏡 + ASI290MM、PHD2によるマルチスターガイドでディザリング
  • 撮影: NINA、bin2、Gain 100、露光時間5分、Hα: 28枚、OIII: 24枚、SII: 23枚の計75枚で総露光時間6時間15分
  • Dark: Gain 100、露光時間5分、温度-10℃、117枚
  • Flat, Darkflat: Gain100、露光時間 Hα: 1秒、OIII: 1秒、SII: 1秒で全て64枚
  • 画像処理: PixInsight、Photoshop CC

今回もっとオレンジと濃い青になるかと思ったのですが、思ったより緑成分も残っていますし、オレンジもどちらかというと金色に近く、また濃い青もシアンに近い青になりました。これはSII成分やOIII成分が比較的強かったからなのでしょうか?色バランスはもう少し場数を踏む必要がありそうです。

淡い部分については、月明かりといえどさすがナローバンド撮影、かなり出ているかと思います。クワガタという名前ですが、牙が2本以上あるように見えてあまりクワガタっぽくならないところが残念です。星雲本体だけでなく、周りにもたくさんのHαが広がっていて、非常に面白い領域かと思います。

下部の真ん中より少し左に、マジェンタの小さな天体が見えています。最初これ何か失敗したのかと思ったのですが、どうも本当に存在している天体のようです。拡大してみると、マジェンタとシアン色に分かれているのですが、これはSIIとOIII画像にのみ存在していて、Hαでは何も見えていないことに起因するみたいです。でもなんの天体か調べても全然分かりませんでした。もしかしたら撮影ミスの可能性もまだあるのですが、どなたか同じ領域を撮影した方とかいらっしゃいますでしょうか?

NINAで自動導入した際にSh2-157で指定すると、左牙の根元の明るい部分が中心になるようです。そのため、画角として星雲本体が少し上に行き過ぎている印象を受けます。もう少し下に移動してもよかったかもしれません。drizzleで2倍の解像度になっていて分解能だけは十分にあるので、下の画像のようにクワガタ星雲本体が中心となるようにトリミングしてみました。「クワガタ星雲」とあらわにいう場合はこちらの方がいいのかもしれません。
Image13_trim1

ついでにいつものアノテーションです。他のシャープレス天体もたくさん写っていますね。Sh2-152,  153, 156, 158, 159, 162, 163くらいでしょうか。Sh2-157は確かに牙の根元の明るい部分を指すようなので、Sh2-157がクワガタ星雲というよりは、Sh2-157の周りにクワガタ星雲があると言った方がいいのでしょうか?英語だとLobster claw nebulaと言うそうですが、StellariumでもSh2-157がLobster claw nebulaそのものと出ています。
Image13_rot_cut_Annotated

うーん、この左下のマジェンタの天体、アノテーションでも出てきません。何なのでしょうか?ゴミとかと判明するまでは撮れたものなので残しておくことにします。

あと、上部真ん中より左のバブル星雲部分を切り出して、もう少し見えやすくなるように処理しました。
Image13_bubble_cut

まだ拡大できますが、下くらいが限界でしょうか。
Image13_bubble_cut_small

これがどれくらいの領域かというと、下の画像の緑枠で囲ってあるくらいの場所です。
Image13_trim_frame

こんな小さなエリアですが、今回はε130Dの分解能と、Drizzle x2、BXTが相まって、チートクラスの解像度になっています。焦点距離430mmでここまで出るのでびっくりです。でもこれもいつか長焦点で撮ってみたいので、リベンジ案件としておきたいと思います。


まとめ

久しぶりのSAO合成でしたが、やっとハッブルパレットも納得できてきたこともあり、ちょっとおもしろくなってきました。でもまだ色合いが違う気がしていてい、むしろ以前の象の鼻星雲の時の方がよりハッブルパレットに近い気がしています。

それでもかなり淡いところまで出たので、結構満足です。あとクワガタ星雲でメジャーなAOOも時間があればやっておきたいと思いますが、これはまた別の記事に。


日記

最近忙しくて、休前日とか休日にしか画像処理やブログ書きの時間を取ることができません。未処理の画像がまだ溜まっていますし、途中になっているノイズ解析とかもあります。やりたいことは溜まっているので、ブログ記事のネタには困っていませんが、記事自体が最近長くなっているのでもっとシンプルに速く書けないかとも思っています。天気はしばらくあまり期待できなのいので、残っているネタをひとつづつ片づけていこうと思っています。

他にも物書きが溜まっていたり、正月は再び北陸のどこかのスターバックスで天文密会が予定されていたりで、年末年始の休みも予定でいっぱいになりそうです。

最近機材欲は減っている気がします。ε130Dが調子が良さそうなので、しばらくはこのまま続けて、飽きてきたらまたSCA260に戻るのかと思います。現状が430mmでフルサイズ、1300mmでフォーサーズの2種がメインで、ちょっと間が空いていてその中間がないので、もしかしたら手持ちのBKP200を撮影に持ち出すかもしれません。焦点距離800mmとちょうど中間くらいで、F4と明るいので効率よく撮影できそうです。撮影できるまでに時間はかかるかもしれませんが、コマコレはあるのでそこそこの画像にはなるはずです。コマコレがあってもやはり周辺では乱れると思いますが、BXT2の威力がかなりすごいので、その効果込みだと十分実用レベルになる気がします。


2年近く前に自宅から撮影したSh2-240、かなり淡く、当時はFS-60CB+CBP+EOS 6Dで12時間越えとかなり頑張ってみたのですが、画像処理で相当無理して出していたのがわかります。

 

結果を見ても明らかですが、これは敗退だったと言えるでしょう。

今年の春にε130Dを購入した最大の理由が、このリベンジです。無理ナントだった、超新星レムナントを自宅でどこまで出すことができるのか?特に前回は全く出なかったOIIIの青が、自宅でも本当に出るのかがポイントです。


Sh2-240の下調べ

今回のターゲット、皆さんなんて呼びますか?Sh2-240という呼び名が多分一番メジャーでしょうか?一方、Sim147(シメイズ147, Simeis 147)という名前も持っています。通称はスパゲティ星雲 (Spaghetti Nebula) と呼ばれていて、これは最初日本語で誰かがつけたと思っていたら、英語のWikidiaとかにも普通に載っているので、どうも世界的に一般にこの通称で呼ばれているようです。

星雲としてはかなり大きくて、見かけの直径は約3度もあります。月が0.5度くらいなので、一辺で6個分、面積だと36倍の大きさです。おうし座からぎょしゃ座にかけて広がるレムナント(超新星残骸)です。約3000光年先にあるとのことで、10万年ほど前に現れてこの大きさにまで広がったようです。一つの超新星爆発がこんな複雑な形を作るのは、まさに宇宙の神秘かと思います。

ちょっと脱線ですが、Sh2はシャープレスカタログ(Sharpless catalog)と呼ばれていて、淡い天体を撮影しようとするとすぐに候補として出てきます。




アメリカの天文学者スチュワート・シャープレスが、パロマー天文台のスカイサーベイからの画像を使用して銀河系のHII領域を調査し、1953年にSh1として142天体をカタログに登録、その後1959年に第2版とのSh2として313の天体を登録しているとのことです。

シャープレスカタログはまだいいのですが、シメイズカタログは調べてもあまりよくわかりませんでした。日本語だとHIROPONさんのページくらいしか引っ掛からなくて、

「クリミアにあるシメイズ天文台で、ソ連の天文学者ヴェラ・ガゼ(Vera Fedorovna Gaze, 1899~1954)とグリゴーリ・シャイン(Grigory Abramovich Shajn, 1892~1956)によって1955年に編集された散光星雲のカタログです。カタログはクリミア天体物理天文台の会報に掲載されており、主に北半球にある306個の散光星雲を一覧にしています。有名な天体としては、おうし座~ぎょしゃ座にかけて存在する超新星残骸Simeis 147(=Sh2-240)があります。」

とあります。「シメイズ」と検索しても、ほぼシメイズ147しか結果が出てこなくて、色々調べてやっとSimbadの中のカタログまで辿り着きました。232個が登録されているようです。


久しぶりのε130D

ε130Dですが、5月にアメペリ星雲網状星雲おとめ座銀河団を撮って以来になります。これまではテスト撮影のようなもので、
  • bin2と分解能とBXTの関係
  • 淡いOIIIがどこまで出るか
  • bin1で系外銀河の描写がどこまで可能か
など、かなり実験的です。いずれも、ε130Dの分解能と口径の大きさを遺憾なく発揮した結果となりました。

その一方で
などが問題点として浮かんできました。今回の撮影の前に、上記二つの問題に対してもある程度解決の目処をつけようとしています。


星像の改善

まず最初の問題、星像についてですが、コリメートアイピースを利用しての光軸調整自身は何度かしてみました。でも、何度調整しても結果として毎回同じようなズレになるので、通常の光軸調整とは別のシステマティックなずれがあるような気がします。

具体的な問題としては、
  • 鏡筒に付いている回転装置を回すと、像が変わる。
  • 四隅の星像が流れる。特に、縦方向に像の上下でピントの内外が違うのがはっきりわかる。
などがあります。これらのことから、光軸というよりはスケアリングがずれているのではないかと考え、K-ASTECのスケアリング調整が可能なテーパーリング接続キットを購入しました。



IMG_8512

オフアキは使わないので、上の写真の右のように12.5mmの延長リングも合わせて購入したのですが、これはカメラ付属の5mm幅のセンサーチルトアダプターを「付けたまま」接続します。最初勘違いしていて、このセンサーチルトアダプターを外して組んでしまい、星像が改善しないと悩んでいました。一度スターベースに遊びに行った時に星像が合わないと相談して、スタッフの方の指摘で気づきました。どうもありがとうございました。

その後、スケアリング調整です。接眼部の鏡筒側の回転装置を回転させて、縦にしても横にしても、きちんと遠方の景色のカメラ中心がずれないように、合わせました。このこともスターベースで話したのですが、カメラ中心基準だとテーパー部のネジの締め具合で中心位置がずれてしまうので、回転させた時に中心が基準にならないかもという指摘をうけました。そのため、ネジの締め具合が毎回均等になるようにして中心の再現性がある程度あることを確認してから、回転させても遠方景色の中心がずれないようにスケアリングを調整しています。

IMG_8659
こんな風に回転装置でフィルターホイールごと回転させて、
遠方を見ながら、カメラ中心がずれないようにスケアリングを調整しました。

今回の撮影での四隅の様子です。
2023_11_21_03_22_49_ASI6200MM_2x2_A_300s_g100_9_80C_mosaic
まだ左下と左真ん中が縦に伸びていて、右上が右斜め方向に伸びています。

それでも調整前の北アメリカ星雲の時などは下のようで、真ん中以外全方向が伸びていたので、かなり改善されています。
_2023_05_04_00_51_54_A_9_90_300_00s_0001_mosaic

下の画像は、RGBを5分9枚づつインテグレートしたものですが、方向が多少散らされるのか、さらに目立たなくなります。
Image04_ABE_DBE1_mosaic01
それでも強拡大すると、完全に伸びがなくなっていないのがわかりますが、私的には許容範囲です。それよりも青が少しずれているのが気になるくらいなので、ここまで調整できればよしとします。

ちなみに、上のものにBXTをかけるとさらに星像は引き締まり、青のずれもなくなり、真円に近づきます。それでもまだ左下は少し縦に伸びています。
Image04_ABE_DBE1_mosaic

これくらなら歪みと言っても微々たるものなので、私的には結構満足です。今後ε130Dでもどんどん撮影していこうと思います。

ところで今回の星像の改善に一番効いたと思われるのは、実はスケアリングではなく、バックフォーカスでした。もともとε130Dにタカハシ純正のCanon用の変換アダプターを付けて、カメラ側にZWOのCanonマウントアダプターを使っていたのですが、これだと指定のバックフォーカス長の56.2mmぴったりで、フィルターの厚みなどを光量すると、微妙に長さが足りないのです。K-ASTECのテーバー接続リングは、あらかじめ1mmほど長く設定して出荷され57.2mm -0.2,+0.8の範囲で調整できます。実際にはもう少し伸ばしましたが、以前より1.5mmほど伸ばしたことが星像の改善に一番貢献したものと思われます。


フードの影響

今回簡易的に鏡筒先端にフードを付けてみました。

IMG_8784

ε130Dでこれまでフラット補正がうまくいかなかった原因の一つが「フードを取り付けていなくて周辺の光が入り込み、その光の入り込み具合が赤道儀の回転とともに変わっていって、単一のマスターフラットファイルでは補正しきれないのでは」と考えたからです。フード自身はまだ仮のもので、福島の星まつりで特価で手に入れたものを使いました。

今回はRGBAOと5種類撮影しましたが、その中でB画像の迷光が一番ひどく見えました。スタック後のBにABEの4次をかけて、オートストレッチの強い方をかけたものです。
masterLight_BIN_2_EXPOSURE_300_00s_FILTER_B_ABE

まだかなり残っていますが、HαやOIIIはこれより大分マシだったので、これがMaxだと思ってください。

下は以前おとめ座銀河団を撮影した際に、フードなしで撮ったスタック後のL画像にABEの4次をかけて、オートストレッチの強い方をかけたものです。

masterLight_BIN_1_EXPOSURE_300_00s_FILTER_L_ABE

L画像とB画像なので直接比較は不公平かもしれませんが、フードで少しマシになったようにも見えます。それでもフードが解というには厳しくて、やはりε130Dと付き合っていくには非対称的な迷光を許容していく必要がありそうです。

というより、この非対称性って接眼部が横についていることからきている可能性が高いと思っていて、ε130Dだけの問題ではなく、そのような形の反射型全般の構造的な問題かと思っています。

「そんなの出てないよ」という方も、フラット画像にABEの4次をかけて、オートストレッチの強い方をかけてみてください。できれば中心だけを見るのではなく、CMOSカメラのAPSCとかフルサイズクラスで見ると外の方に見えるのかと思います。「CMOSカメラ」とあえて書いたのは、一眼レフカメラだとカメラ本体のミラー部のケラレが上下に出てしまう可能性があるからです。そのケラレでの光の落ち方の大きさが、今議論している迷光の模様よりも大きい場合があって、ストレッチで炙り出してもケラレの方で制限されてしまい、迷光の微妙な違いがわからないことがあります。画像処理によっては問題にならないレベルかもしれませんが、今回のように淡いところを強度にあぶり出していく場合は、どうしても問題になってきます。

あ、ブログを書いていて最後に見直した時に思ったのですが、よく考えたら今回のフラット、以前のものを使い回しています。フードのない時に撮ったフラットということです。フードをつけて取り直したらもう少しマシになるかもしれません。休日で、天気のいい昼間に撮り直してみます。
 

撮影時

撮影は11月20日から22日の3日間に渡りました。上弦の月を過ぎた頃で、前半は月も明るくSh2-240自体の高度も低いので、どの日も後半がメインとなります。初日の前半は準備と星像確認に費やし、0時頃から撮影開始でした。

フィルターですが、前回はCBPでした。今回はカメラもモノクロなので、HαもOIIIも個別のです。どちらもBaaderのものになり、バンド幅もかなり小さくなるのでコントラスも向上するはずでが、OIIIが眼視用で青ハロが出ることがわかっているので、少し気になるところです。

2日目と3日目は、前半まだSh2-240の高度が低いので、その間クワガタ星雲を撮影しました。半月越えの月が出ていますが、ナローバンド撮影なのでなんとかなるかどうかのテストも兼ねています。この話はまた別の記事で書こうと思います。

2日目の後半は順調に枚数を稼いだのですが、途中でPCに繋げてあるバッテリーが落ちたようで、残されたファイルを見ると午前3時過ぎのものが最後でした。

3日目前半のクワガタ星雲の撮影後に、急遽Sh2-240のRGBを個別に撮ることにしました。以前の北アメリカ星雲のAOO撮影で赤の淡いところを出すのに無理をして、恒星の色がおかしくなり、恒星の周りに赤ハロのようなものが目立ってしまったからです。短時間ながらもRGBで別撮りしておけば、恒星の色もある程度残るのではとの期待です。各色5分で9枚、45分づつ撮影しました。3日目の後半は途中から風がすごいことになってきたので、午前3次頃に中断して片付けました。

そうそう、Xではつぶやいたのですが、最近自宅の近辺でクマの被害がかなり出ています。歩いて行ける距離の所で一人亡くなっていて、さすがにそのクマは駆除されたのですが、その後も車で5分くらいのところでも二人襲われています。さらに、これも自宅から5分くらいのところですが、いつも仕事に行く時に使う道を横切るクマの映像がニュースで流れていました。

実際の撮影は冗談抜きでクマに怯えながらでした。できる限り外に出ている時間を短縮して、セットしたらあとはプレートソルブやEAFを駆使してリモート撮影に徹底します。それでも反転の時だけは心配で、その場に行ってケーブルとかが引っかからないか見ながら、マニュアルで反転してました。


ビニングについて

元々今回の記事の中でビニングについて書こうとしていましたが、結構な分量になってしまったので、独立した記事としました。詳しくは前回の記事を見てください。

少しだけ書いておくと、富山の自宅でスカイノイズが大きいことを緩和するために、bin2でソフトウェアビニングをかけて撮影し、輝度を上げショットノイズのS/Nを上げようとしました。

 

bin1に比べて4倍の露光時間をかけたことに相当しますが、それでも露光時間がまだ足りないか、もっと暗いところに行くべきなのかと思います。ちなみに、今回の撮影時間がトータル12時間なので、bin1で撮影していたらショットノイズに関しては、48時間撮影したのと同等のS/Nとなります。


画像処理

まず、OIIIの一枚画像を見てみます。ABEの4次をかけ、強い方のオートストレッチをかけます。何か模様は出ているようです。これならスタックさえすればなんとかなりそうです。

2023_11_21_00_34_08_2x2_O_300_00s_g100_10_00C_0005_ABE

次にPixInsightのWBPPが終わった段階のマスターOIII画像を改めて見てみます。ABEの4次をかけ、強い方のオートストレッチをかけます。淡いながらも(この時点では)十分に出ていると思いました。

masterLight_BIN_2_300_00s_FILTER_O_integration_ABE

Hαも同様に見てみますが、OIIIがでているので、Hαは余裕と思っていました。

masterLight_BIN_2_300_00s_FILTER_A_mono_drizzle_1x_ABE

でも、その後の画像処理は困難を極めました。やはり淡い青がつらいのです。青が出てると言っても、そもそも青単独のところは一部で、多くは赤と重なっていて仕上がりで明るい紫になります。単独の青は、もっと淡いところにまだ隠れいているようです。今回の条件ではそこまで届きませんでした。

青は他にも問題があって、そもそも今回使っているOIIIフィルターが眼視用で、どうもUV/IR領域がカットされていないようなのです。そのため、青ハロができてしまったりして強度の炙り出しが難しくなります。無理に出そうとすると、その青ハロが霞を増加しているように見えてしまい、処理を難しくしています。青ハロだけでなく、淡い天体部分と背景の輝度がかなり近い(背景ノイズが大きい)ので、淡いところを出そうとすると無理が出ます。


drizzle x1の効果

Niwaさんが、SPCCをする際は1倍でもいいのでdrizzleをするといいとの記事を書いてくれています。ノイズが少し軽減され、背景が緑化されるのを防ぐこともできるそうです。私は緑化で困ったことはないのですが、1倍なら特にファイルサイズが増えることもないので、ノイズが軽減されるならと試してみました。

drizzleされたマスターライトとものと、されていないマスターライトができあがるので、PixInsightのスクリプトからSNRを比較してみました。結果はdrizzleしたものがSNR = 7.475e+04 、してないものがSNR = 4.222e+04とのことで、2倍近くの向上がみられました。

comp1

上の画像は、左がdrizzleなしの通常の処理、右が1倍のdrizzleです。drizzleをかけると、背景のクールピクセルっぽい黒い穴が少なくなっていることがわかります。SN比の向上と一致していますね。その代わりに、少し星像が肥大しているでしょうか?シャープさがなくなったようにも見えます。

多少の不利さもありそうですが、2倍近くのS/Nの向上はかなり魅力的なので、今後も使っていくことになりそうです。


結果

やっと画像処理の結果です。
Image22_DBE_SPCC_back_BXT_HT1_HT2_NXT_SCNRG6_cut
  • 撮影日: 2023年11月21日0時8分-5時23分、11月21日22時48分-22日2時25分、11月22日22時14分-23日3時14分
  • 撮影場所: 富山県富山市自宅
  • 鏡筒: TAKAHASHI製 ε130D(f430mm、F3.3)
  • フィルター: Baader:Hα 6.5nm、OIII 10nm
  • 赤道儀: Celestron CGEM II
  • カメラ: ZWO ASI6200MM Pro (-10℃)
  • ガイド:  f120mmガイド鏡 + ASI290MM、PHD2によるマルチスターガイドでディザリング
  • 撮影: NINA、bin2、Gain 100、露光時間5分、Hα: 48枚、OIII: 70枚、R: 9枚、G: 9枚、B: 9枚、の計145枚で総露光時間12時間5分
  • Dark: Gain 100、露光時間5分、温度-10℃、117枚
  • Flat, Darkflat: Gain100、露光時間 Hα: 0.2秒、OIII: 0.2秒、R: 0.01秒、G: 0.01秒、B: 0.01秒で全て64枚
  • 画像処理: PixInsight、Photoshop CC

結果を見るに、かなり出たのではないでしょうか!いろいろ苦労はありましたが、今回のレムナント、明らかにリベンジは果たせたと思います。

まず2年前に全く出なかった青は明らかに出ています。赤も無理して出していたものは、かなり複雑な模様まで詳細に出るようになりました。鏡筒だけでなく、ナローバンドフィルター、モノクロ冷却カメラと、機材も総取っ替えで挑んだ甲斐がありました。自宅からでも無理ナントではなかったと言っていいでしょう。

その一方、これで終わりかというと、画像を見てもまだ無理をしている感があるのも事実です。
  • まず、青に関してですが、やはりOIIIフィルターが眼視用のせいか、どうも恒星周りに青ハロっぽいのが出てしまっています。この青ハロの明るさが、淡いところの明るさと同程度になるために、淡いところをこれ以上炙り出すのが難しくなっています。星もとで48mmのOIIIフィルターを特価で見つけた時に、パッと買っておけばと、今でも悔やまれます。
  • 一方、Hαの赤も、よく見るといくつかの大きなリングの中に、ノイズに埋もれそうな淡い構造が明らかに見え始めています。これだけ見てもまだHαの方も露光時間を増やした方がいいいのかと思います。
  • 焦点距離が430mmとまだ微妙に長くて、全景が入っていません。モザイク撮影で周りも少し入れてみたいです。
こうやってみるとまだ不満な点もあるので、できるならもう一度リベンジしたいです。

今回の成果の一つは、ε130Dの星像がしっかりしてきたことです。今後は躊躇せずに、この鏡筒で撮影をどんどんしていきたいと思います。その一方、フードはフラット補正に少しは貢献しましたが、まだ完全な解決までは遠いです。でも他にアイデアもないので、これはもうあるものとして付き合っていくしかないと思います。


ナローバンド撮影と光害の関係

ナローバンドで、明るい月夜や明るい場所と、暗い場所でどれくらいスカイノイズに差が出るのか、今後きちんと実測と計算をしてみたいと思います。もしかしたらナローバンドフィルターの影響が強くて、意外なほど周りの明るさがあっても撮影結果に差が無いのではとも少し思っています。ナローで淡いところを出す場合、光害はあまり関係なく、いかに天体を明るく撮るかにかかっていて、口径、F値、露光時間、ピクセルサイズなどで決まってしまうのではないかという推測です。

もしこれが数値的に示されたとすると、自宅で撮るのは環境的には決して難しいことではなく、あとは機材と露光時間の根性という話になります。あ、ビニングなどの工夫もありますか。

暗いところにいって、ナローバンド撮影をしてみればすぐに判明するので、いつかまた遠征した時にナローで撮影して差を見てみたいと思います。


ビニング x drizzle x BXT

もう一つのアイデアです。

今回bin2で撮影しましたが、いわゆるソフトウェアビニングなので、bin1で撮影してから、画像処理の段階でPC上でbin2にしても同じことになります。しかも、16bitカメラなので後からビニングして32bitファイルに書き込めば、4倍の明るさになるのでダイナミックレンジは2bit得するはずです。

今回は後からのビニングができるのかわからなかったので撮影時にビニングしていますが、元のbin1の解像度が高すぎるので、bin2でもまだ十分な解像度があります。いっそのことここから更にビニングしてbin4相当にして更に4倍の明るさにして、でも流石にそれだと解像度がしょぼくなりすぎるので、drizzleで2倍にするというのもありだと思います。

もちろんそれだけだとS/Nは得しても、解像度に関してはあまり得しないので、この状態でBXTをかけるというアイデアです。drizzleとBXTは相乗効果が非常に高い可能性があることはすでに検証しているので、
 
解像度がほぼ今のままで、更に淡いところを出せるかもしれません。bin4だとすると今回のbin2に比べたら4倍、元のbin1に比べると16倍の露光時間になります。今回トタールで12時間半の撮影時間なので、16倍ならちょうど200時間の撮影時間と同等ということになります。自宅撮影の可能性をさらに広げてくれるかもしれません。分解能がどこまで犠牲になるかも注意しながら、余裕があったら試してみたいと思います。


まとめ

長い記事になってしまいましたが、半年くらいの細々とやっていたε130Dの調整も入っているので、実際にはまだまだ書き足りないくらいです。念願だった自宅レムナントがやっと出てくれたので、かなり満足している一方、まだ十分でないこともわかったので、いつかまたリベンジしたいと思います。

これでε130Dも多少安定して撮影できそうです。今後、どんどん活用していきたいと思います。

次はイカ釣りかな?


日記

コロナの後遺症か、熱がひいてからも数週間体力がなくて、今回やっと望遠鏡を出す気になりました。それでもこのブログを書いている現在もまだ咳が続いていたりします。

この間にも、どんどん試したいことが増えています。SharpCapの惑星ライブスタックとか、SharpCapでガイドなしのdhitherとかです。でももう既に冬型の気圧配置になってしまったのでしょうか、天気が全然ダメです。天気が悪くても、まだノイズ解析は進めたいですし、小海でお借りしたInteractiveの読み込みとかもしたいです。これらもまた、いずれ記事にしたいと思います。時間が全然足りません。


このページのトップヘ