ほしぞloveログ

天体観測始めました。

カテゴリ:観測機器 > PST



PST分解中継の関連で、Niwaさんがエタロンのことについて記述してくれていました。



なんかよくわからないけど、エタロン祭りです。今日は昔「P.S.T. (その5): のエタロンの考察」で説明したエタロンでの光の折り返し回数について、式で書いてみます。

太陽望遠鏡で使われているエタロンの特性は、(光の位相を考えない)限定された状況下なら簡単な四則計算で求めることができます。エタロンのモデルとして、2枚の鏡が距離を置いて向かい合わせに平行に置かれている状況を考えます。光の振幅を\(E\)と書きます。
etalon
上記図のように、エタロン周りの光を定義します。\(E\)は光の振幅なので、2乗したものが光の強度になります。\(E_\mathrm{in}^2\)がエタロンに入ってくる太陽光の強度を表し、\(E_\mathrm{a}^2\)はエタロン内部の光の強さ、\(E_\mathrm{out}^2\)が接眼部に出てくる光の強さになります。
\[\begin{eqnarray}E_\mathrm{a}  &=&  t_1 E_\mathrm{in} + r_1 E_\mathrm{d}\\ E_\mathrm{b}  &=& E_\mathrm{a} \\ E_\mathrm{c}  &=& r_2 E_\mathrm{b} \\ E_\mathrm{d}  &=& E_\mathrm{c} \end{eqnarray}\]\[\begin{eqnarray}E_\mathrm{ref}  &=& t_1 E_\mathrm{d} + r_1 E_\mathrm{in} \\ E_\mathrm{out}  &=& t_2 E_\mathrm{b} \end{eqnarray}\]これを解くと、
\[\begin{eqnarray} E_\mathrm{a} = E_\mathrm{b}  &=& \frac{t_1}{1 - r_1 r_2} E_\mathrm{in}\\ E_\mathrm{d} = E_\mathrm{c}  &=& \frac{t_1 r_2}{1 - r_1 r_2} E_\mathrm{in}\\ E_\mathrm{out} &=& \frac{t_1 t_2}{1 - r_1 r_2} E_\mathrm{in} \end{eqnarray}\]となります。

この式は光の位相を考えない簡略化された式ですが、ここからでもいろいろなことがわかります。簡単にするためにさらに、\[r_1 = r_2 = r\]\[t_1 = t_2 = t\]としてしまいましょう。2枚の鏡を同じものを使うということです。この場合式はもっと簡単になって、\[E_\mathrm{a} = E_\mathrm{b}  = \frac{1}{t} E_\mathrm{in} \]\[E_\mathrm{out} = E_\mathrm{in} \] となります。理由は鏡の反射率と透過率には
\[r^2 + t^2 = 1 \] という関係があるからです。(ここでは鏡には反射と透過以外にロスはないと仮定しています。)

この式の物理的な意味は、2枚の同じ特性の鏡を平行に置いた場合
  • 入ってきた光は全て通り抜ける
  • \(t<<1\)なので鏡の間の光の振幅は\(1/t\)倍に、強度は\(1/t^2 = 1/T\) (\(T=t^2\): 光の強度透過率)になる
という2つのことが言えます。さらに、近似的にはこの強度の増加比がエタロン内部での光の折り返し回数そのものです。
  • 例えば、光(の強度)を90%反射し10%透過する鏡を使うと、1/T=10となるので、10回光が折り返すエタロンとなります。
  • 例えば、光(の強度)を99%反射し1%透過する鏡を使うと、1/T=100となるので、100回光が折り返すエタロンとなります。
さて、これだけではどれだけの波長幅を通すとかまでは求められません。これを求めるには光の位相をきちんと考えて識を解かなければいけません。ちょっと面倒になるので、これはまた今度にしたいと思います。


事の発端は先日の太陽黒点の記事で、RAINYさんが木曜日にコメントをくれたことです。なんでもP.S.T.をジャンクで手に入れたけど、どこのネジも固すぎて何も分解できないとのことです。ちょうど私も2台目のジャンクP.S.T.を手に入れていたのですが、ほったらかしでまだ何もしていないので、いい機会かと思い分解の過程をZoomで中継しようということになりました。

しばらくメールでやりとりして、時期は早いほうがいいかなと週末に決定。RAINYさんが日曜は忙しいとのことなので、明日の土曜日の午前にしましょうと決まったのが、金曜日の夕方です。

この時点で、分解中継を公開にするかどうかまだ迷っていました。というのも、そもそもPSTの分解なんてマニアックなこと、何人の人が興味を持つのか?でもまあ、中には見てみたい人もいるかもと思い金曜の夕方にTwitterでアナウンスしたので、またしても直前アナウンスになってしまいました。太陽望遠鏡の場合、改造には危険を伴うのでいつもようなオープンで参加してもらうのではなく、Twitterのダイレクトメールで参加表明してくれた方だけにアドレスをお知らせしました。

それでもだんだん大袈裟な話になってきたので、決定した金曜夕方らか準備に取り掛かります。必要な道具は円筒部分を挟んで回せる工具。パイププライヤーと言うらしいのですが、なぜか自宅にあるはずのが見つかりません。仕方ないので急遽近所のホームセンターでとにかく買いに行くことにしました。田舎でお店が20時には閉まってしまうので、夕食前に行くことに。

ホームセンターでは通常のものより大きく開くタイプのプライヤーを見つけました。普通は直径40mmくらいまでのものが多いのですが、今回70mmくらいまで開くのがあったので、PSTの鏡筒部分や太いエタロン部分でも大丈夫そうです。もう一つキッチン用のキャップオープナーを買ったのですが、結局こちらはなんの役にも立ちませんでした。

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さて、こんなマニアックなテーマなのに、金曜のうちになんと4人もの奇特な方が参加表明してくれました。RAINYさんも他の人を個別に誘っている可能性もありますが、少なくとも私とRAINYさんも入れると6人にはなります。

PST自身は箱にものがきちんと入っていることだけ確認しました。以前到着した時に一度開けてはいますが、まだ太陽を見てもいないので、そもそも稼働するかどうかもわかりません。実際に分解できるかどうかは、臨場感を味わってもらうために、次の日の本番まで何も触らないでおきます。


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まだ箱に入りっぱなしの2台目のPST。

朝も休みの日にしては少し早めに起きて、中継用のカメラの準備をしました。今回は手元をできるだけ広角で綺麗に映そうと、webカメラがわりにEOS 6DにCanon USが開発したWebcam Utilityを使うことにしました。実はこれ6D Mark IIは対応していますが、6Dは正式には対応していません。でも実際には対応外でも使えることをこの前テストしています。ただ、今のところWindowsでしか動かないので、別途Surfaceマシンを撮影用に使うことにしました。録画もこのSurfaceですることにします。他の操作は別途Macでやることにしました。

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朝の準備の様子。

困ったのは音声です。やはりマイクとスピーカーはMacの方が良いようです。Surfaceではハウリングが起こりやすく、どのマイクをオン、どのスピーカーをオフとか制限が厳しかったのです。記録テストをしましたが、画像は記録しているPCが映しているもの、音声は他に接続されたPCからのものも全て録音することがわかったので、基本マイクとスピーカーはMacのものを使うことにしました。

準備が完了したのが開始時間10時の5分前くらい。最後にコーヒーを用意して、10時ちょうどくらいにPCの前に行くと、Niwaさんがすでに入ってくれていました。程なくして、シベットさん、RAINYさんも入って、Zoom中継の始まりです。と言っても、工具を忘れていたりで段取りが悪くて私の方がドタバタしてしまい、実際の開始は少し遅れてしまいました。メンバだーけ言うと、途中からやくもふさんが遅れて入ってきてくれて、さらにRAINYさん経由でMさんが入ってきてくれました。RAINYさんが他にも何人か声をかけてくれていたようですが、おそらくみなさん忙しいとのこと。かく言うMさんも仕事中とのことでした。あと、開始してからDMを届けてくれた方がいて、私が分解に夢中で気付けなくて参加できなかったので本当に申し訳なかったです。

さて実際の分解ですが、今回RAINYさんの1台に加えて、シベットさんもジャンクPSTを1台手に入れていて、あとは私が2台と、合計4台です。私の最初の1台はすでに分解したことがあるものなので、すぐに外せますし、外して構造を見ることもできます。一旦この1台目をある程度分解して解説します。

その後、他の3台の分解の挑戦です。まずは接眼部から。接眼部は2つ円筒がくっついています。RAINYさんは全然外せなかったとのこと、シベットさんは先のものだけは外せたようですが、もう一つ本体に付いている方は回そうとしても滑ってしまいどうしても外せなかったとのことです。私はと言うと、とりあえず手でひねってみたら先っぽの方は一つ外れました。

PST2

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でも奥のもう一つはシベット さんと同じく、どのように力を入れても外れません。ここで道具の登場です。まず傷つけないように、円筒部にゴムの板を巻き付けます。昔100均で買ったCANオープナーを使いました。そこをパイププライヤーで挟み回します。でもやはり全然捻れません。かなり力を入れてもシベットさんが言う通り滑ってしまいます。

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そこで秘密兵器です。1台目の分解の時に鏡筒部とエタロンがどうしても外れなくて一週間格闘して、最後にたどり着いたMR.HOBBYの「Mr.ツールクリーナー 改」です。これは模型用ですがかなり強力な溶剤で、筆やエアスプレーの機材を洗う時に使うもので、「模型の塗料剥がしには使わないでください」というものです。プラモデルとかだとプラモデル基材自身を溶かしてしまいます。昔一度、床にこぼしてひど目にあったことがあります。

このMr.ツールクリーナー 改をごく少量、外れない接眼部と本体の間にたらして、数分待ちます。そして再びゴムで保護しながらパイププライヤーで回すと、今度は先ほどまで力を入れなくても外れました。

Mrtools

Mrtools2

eyepiece

eyepiece2

外した跡をみると、接着剤がついていた後があるので、やはり製造の段階で強固に固定されていたことがわかります。また、「Mr.ツールクリーナー 改」が染み込んで乾き切っていない跡が見えるので、やはり接着剤の融解にかなり効果があったものと推測されます。

さらにさらにですが、中のプリズムが相当汚れていました。液体がいくつも飛び散って乾いたようになっていて、外した時に汚れたにしては液体の量が多すぎるので、今回のクリーナーではないと思います。おそらく製造過程でついたものか、考えにくいですが密閉状態で汚れていったものかと思われます。ラッキーなことにアルコールが含まれているレンズクリーナーで拭き取るとすぐに取ることができました。

と言うわけでどんどん進めます。次は鏡筒部分。RAINYさんは全く外せなかったとのこと、シベットさんはエタロンと本体は外れたけれど、エタロンと金色の鏡筒部分が外せなかったとのことです。私はまず手でやってみるとシベットさんとは逆で、エタロンと金色の鏡筒部分は簡単に外れましたが、エタロンと本体が外れませんでした。外れないところは同様に「Mr.ツールクリーナー 改」を垂らして染み込ませます。

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シベットさんも事前情報でMr.ツールクリーナー 改を手に入れていたので同様に進めましたが、量が多すぎてロゴ部分にかかってしまい、塗料が簡単に取れてしまったそうです。

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PCの画面にシベットさんのCORONADOのO文字が一部消えてしまったのが映っています。

やはり「Mr.ツールクリーナー 改」は相当強力なので、気をつけて扱う必要があります。染み込ませて待っている間に時間があったので、少し会話になりました。今回はあまり自己紹介とかあらわに時間を取らなかったのですが、この時間が少し自己紹介がわりになっていたでしょうか。

そうそう、これは私が悪かったのですが、今回の改造は太陽を見る望遠鏡ということもあり、一番最初に危険であると言うことを確認してから始めるべきでした。このことを話したのがこの時か、もう少し後だったでしょうか。このブログを見ている方にも必ずお願いしたいです。

太陽望遠鏡の改造は危険を伴います。改造したものを目で見ると失明する恐れがあります。口径を大きくしたりする改造は高温で火災になる可能性もあります。改造の際は危険を認識し、あくまで自己責任で行うようにしてください。このブログはこのような改造をできると言うことは示しますが、決して改造を進めることを目的とはしません。またたとえ事故になったとしても責任を取ることはできません。PSTの改造を調べていくと、いずれ海外の例などで大胆な改造していることを知ることになるとおもいます。同様なことをしようとするときの注意点などを日本語で示すことができればと思っています。

繰り返しになりますが、失明などの恐れがありますので、改造などする際は危険を認識し、自己責任の範囲内で行ってください。私は改造後はアイピースで見るようなことはしていません。全てCMOSカメラで映すだけにしています。

と言うような注意を実際のZoom上でもしました。楽しい趣味でやっていることです。事故など起こしてつまらない思いをしないよう、本当に注意してください。

さて、会話をしている最中にパイププライヤーで「エイ、ヤッ」と回すと、多少力がいりましたが、簡単に外すことができました。さらにその後、鏡筒の先についた対物レンズは、クリーナーなしでプライヤーだけで外すことができました。

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全部解体したところでまだ10時40分。12時まで考えていたので、遥かに順調に分解できてしまいました。RAINYさんはパイププライヤーは持っていましたが、Mr.ツールクリーナー 改がなかったこと、シベットさんは逆に、Mr.ツールクリーナー 改は用意していたけどパイププライヤーを持っていなかったことで、今回は分解はこれ以上進めることはできませんでした。やり方は少なくとも伝わったと思いますし、今回3箇所難しかったところを開けることができているので、たまたまと言うことはないはずです。それぞれ後日自分で試してみるとのことでした。

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その後はエタロンの話になり、どうやって光の周波数が選別されるのかを解説したりしていました。Niwaさんは完全に理系の方のようで、鏡の反射率で折り返し回数を決めることができるという理屈をきちんと理解してくれていたようです。ここでのキーワードはFSR(エフエスアール、Free Spectral Range、フリースペクトラルレンジ)とFinessse(フィネス)です。FSRでファブリーペローエタロンの櫛形特性の櫛の間の波長が決まり、フィネスでそれ透過波長がどれだけ鋭くなるかが決まります。ブログでも以前ここや、ここでいろいろ解説していますので、興味のある方は是非お読みください。

あ、そうそう、実はNiwaさんとやくもふさんは、そもそもなんでPSTを分解する必要があるのかをまだ認識されていなかったので、そこから解説したりもしました。PSTは口径4cmしかなくて、分解能が公開で制限されてしまうために、鏡筒部分を同じF値の口径の大きいものに交換すれば分解能を上げることができるという話です。

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私の場合、写っている10cmのアクロマート鏡筒にPSTを取り付けて分解能を上げています。

これも話したのですが、分解能を上げるのにはPSTの改造とういうのはおそらく邪道です。現実的にはCORONADOやLUNTの大口径の太陽望遠鏡を買うか、DAYSTARなどのアイピース側につける太陽用エタロンを使うと鏡筒を選ぶことができ大口径化もできます。メーカー保証もあるので、普通はこういったほうが真っ当なやり方だと思います。PSTは入門用なので安価なこと。それでも新品だと10万円以上はするので、望遠鏡としてみたら決して安いものではありません。太陽望遠鏡の中でみると安価な方なので、それを改造した方がコストパフォーマンスよく大口径につなげることができると言うのが元々の動機です。こう言ったことも理解して、PSTの改造に臨むのですが、私の目指すのはC8で20cmの口径の太陽望遠鏡にすることです。

さて、時間があったので太陽望遠鏡にとどまらず、皆さん色々な方向に話が飛んでいきます。中でも盛り上がったのがホタルです。Mさんが多分私のブログのホタルの記事を見て富山にいつか来たいとか発言したのから始まったのかと思います。それぞれの地域での撮影場所の話はもちろん、何時頃光るのか、オスメスの違いや、満月だとあまり光らないとか、Niwaさんがホタルの写真を見せたりと、星からだんだん離れていきます。そのうちなぜかホタルとカワセミの関係の話になり、Mさん得意の野鳥の話になり、RAINYさんや私もキジの写真を見せたりとか、盛り上がりました。

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まだまだ盛り上がりそうでしたが、ちょうど昼の12時になりキリがいいのと、RAINYさんが午後から仕事とのことだったので、ここで頑張って止めたような感じでした。

最近Zoomでの天文談義もさぼっていたのですが、やはりこんなふうにテーマが決まっていた方がやりやすいですね。もしくは、私は場所だけ提供して、適当に話してもらうとかでも逆に良いのかもしれません。今回のメンバーに聞いても、またこんな会を開いてほしいという意見が多かったので、そのうちにやりたいと思います。でも気まぐれなので、あまり期待せずに待っていてください。


まとめ

とにかく、時間内に無事に分解できたのでホッとしているというのが一番の感想です。うまくいかなくて、どこも分解できなかったらどうしようかと思っていました。

なのであとは気楽なもので、私自身も会話を楽しむことができました。皆さん、おそらく楽しんでいただけたのではと思います。Niwaさんはまだ星を始めて一年経っていないとのことで、ずっと孤独でこんな風に話ができたがよかったと言ってくださったので嬉しかったです。

終わった後、自分自身は結構充実していて、でも疲れていて昼からソファーで座ってずっと居眠りしてしまいした。


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。

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。

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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

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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)。



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。

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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。

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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。

先日撮影した、ジェットが出ていた活動領域が表面に出てきて、今週は黒点が見えています。平日はなかなか撮影はできないので、週末の土曜日、天気は昨晩からものすごい快晴。雲一つなく、透明度もかなり高い絶好の太陽撮影日和となりました。

撮影器材

昨晩牛岳に行っていて、結局寝たのが午前4時と遅かったにもかかわらず、太陽が気になって結局8時には起きてしまいました。朝ごはんもそこそこにさっそく撮影準備です。いつもの太陽器材ですが、一応記録の意味も兼ねて書いておきます。
  • 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: 2019/4/13 8:45頃から10時00分頃まで、モノクロ16ビットのser形式で15本、それぞれ10ms x 1000フレーム x 12本, 10ms x 5000フレーム x 1本, 5ms x 1000フレーム x 1本, 5ms x 5000フレーム x 1本、ゲインはそれぞれサチらない範囲で最大 
  • 画像処理: AS3にてスタック。ImPPGで細部だし、PhotoshopCCで疑似カラー化と後処理。

この器材だと、準備から撮影開始まで30分程度で、もう手慣れたものです。

太陽黒点

準備完了後さっそくPCの画面で確認すると、黒点がすぐに目に飛び込んできます。ざっと回るとプロミネンスも少し出ていましたが、今日はまずは黒点です。以前も小さな黒点は撮影していますが、こんなにはっきり大きく出ているのは初めて見ます。

撮影も滞りなくうまくいって、処理をしたらモノクロ段階でも結構すごい細かい模様が出てきてちょっと興奮気味でした。疑似カラー化した完成画像をとりあえず示します。

Capture_09_09_59__09_09_59_lapl5_ap2548_IP_cut

端の方のエタロンがうまく働いていない、ボケてしまっているところはトリミングしています。それでも黒点周りは口径10cmの解像度がいかんなく発揮できていて、かなりの分解能で撮影できています。

今回撮影で特に気を使ったことは、露光時間5msecで5000枚撮影して、そのうち上位20%を使用したこと。予備で10ms、1000枚、上位40%などの設定でも10ショットくらい撮影したのですが、明らかに差が出ました。特に、5msecにしたのは効いていて、10msec、5000枚、上位20%としたのと比べても明らかな差が出ました。

両者を比較してみます。ともにImPPGでの処理を終えた段階です。

Capture_09_09_59__09_09_59_lapl5_ap2548_IP
露光時間5ミリ秒、5000枚、うち20%を使用。


Capture_08_54_54__08_54_54_lapl5_ap2514_IP
露光時間10ミリ秒、5000枚、うち20%を使用。

AS3!の設定は全く同じ、ImPPGの設定はストレッチで明るさをそれぞれ同じくらいにしたこと以外は全く同じです。時間をおいてなので、エタロンの角度は少し違うかもしれません。それを除いても、露光時間が変わるだけで解像度にかなりの違いがあることがわかると思います。実際にはずっと10msecで撮っていたのですが、最後に一応5msecで撮っておこうとしたのが吉と出ました。

また、最初のカラー写真と比べることでどれくらいトリミングしているかもわかるかと思います。


プロミネンス

蛇足になるかもしれませんが、プロミネンスも少し出ていたので載せておきます。まず西側にたくさんプロミネンスが出ています。今回は結構薄いのまであぶりだしてみました。

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南東にも一本。

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短時間の撮影でしたが、黒点とプロミネンスでもうおなかいっぱいの気分です。


まとめ

昨年から始めた太陽撮影で、とうとう今回は念願だった大きな黒点を撮影することができ、かなり満足です。立山を見るとすごくよく見えたので透明度もよかったのかと思います。停滞期はもう終わるはずなので、これからは太陽活動が活発になってくれると嬉しいです。

次はいよいよ、あのいわくつきの20cm太陽望遠鏡を復活させることでしょうか。



太陽に久しぶりに小さな黒点がでて、少し活発になってきているそうです。休日で珍しく晴れたので、久しぶりに太陽機材を引っ張り出してきて、撮影を楽しみました。


セットアップ

金曜の晩、とても晴れていてオリオンを撮影していたのですが、あまりに疲れていて0時過ぎにギブアップ。その代わり朝は休日にしては早めに目覚めて、館山がすごく綺麗に見えていたので、9時すぎくらいからのんびりセットアップを初めました。太陽撮影は久しぶりなので、色々忘れていて戸惑うことも結構ありました。太陽撮影はHαを見るために特殊なエタロンフィルターを使います。そのための魔改造機のPST+10cmアクロマートを使います。これをCGEMIIに載せてCMOSカメラで撮影します。
  • 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, ASI294MC Pro
  • 撮影ソフト: SharpCap 3.2 (64bit)
  • 撮影時間: 2019/3/9 AM10:29-11:36
  • 画像処理: AS3にてスタック。500フレーム中30%を使用。ImPPGおよびPhotoshopCCで後処理。
ASI290MMでの撮影はモノクロカメラなのでHα線もよく見えて比較的迷うことはないのですが、全体像を撮影するASI294MC Proでだいぶん手こずりました。そもそも焦点距離が1000mmもあり、BF(Blocking Filter)が5mm径のため、太陽全体を見るのがギリギリの範囲で結構大変なのです。しかもPSTのエタロンの精度はあまりよくないので、全体の3割程度しかいい波長域に入りません。さらに撮影時はRAW16モードでカラーなので、さらにHα線が画面で見にくくなります。そのため今回は全体像は光球面こそそこそこ撮影できましたが、プロミネンスを一度に撮影することができず、合成を諦めました。


撮影結果 

さて結果です。撮影した順序とは逆になるのですが、まずは294で撮影した全体像です。

Capture_11_20_04__11_20_04_lapl5_ap1_R_IP2_cut


プロミネンスは一応撮影したのですが、エタロンの調整がうまくいかなくて右側のみ少し映っただけで、片側だけ合成するとものすごくわざとらしくなるので、今回は光球面のみで諦めました。いずれにせよ、全体でHαを出すのは厳しいので、分割でうまく合成する方法を編み出す必要がありそうです。

次に、黒点です。小さいですが、久しぶりの活動領域です。

Capture_10_40_55__10_40_55_lapl5_ap449_IP_cut


もう一つの少し下の活動領域。こちらはさらに小さいものです。

Capture_10_43_45__10_43_45_lapl5_ap173_IP_cut


最後はプロミネンスです。

Capture_10_32_52__10_32_52_lapl5_ap509_IPlow_cut


この時間はほぼこの2時の方向のみ見ることができました。なんでも、午後にフレアがあったようで、見逃してしまいました。というのも、この日午前中ずっと外で撮影していたら何日か前からムズムズしていた花粉症がものすごいことになってしまい、 午後はおとなしく家の中にいたためです。といっても夕方から前回の記事で書いた富山市科学博物館での観望会には行ったのですが。

もう一つ、さらに前の晩のオリオン座の画像処理が残っています。こちらはAZ-GTiの赤道儀モードで2軸制御をしてみた話です。画像処理が終わったらまた記事にします。

 

大雨もやっと去り、日曜の午後くらいから晴れてきました。久しぶりの太陽です。


今日は少し大きめのフレアが北西と南西に出ていました。

2018-07-08-0453_7_lapl6_ap1069_IP_cut
富山県富山市, 102mm, F10 achromat + P.S.T. + ASI290MM + CGEM II
プロミネンス: 2018/7/8 13時52分 Shutter 40ms, 25FPS, gain 300, 400/500 frames
光球面: 2018/7/8 13時53分 Shutter 20ms, 50FPS, gain 150, 400/500 frames
Autostakkert3 + ImPPG + Photoshop CCで画像処理



2018-07-08-0503_5_lapl6_ap2222_IP_cut
富山県富山市, 102mm, F10 achromat + P.S.T. + ASI290MM + CGEM II
プロミネンス: 2018/7/8 14時4分 Shutter 20ms, 50FPS, gain 280, 400/500 frames
光球面: 2018/7/8 14時3分 Shutter 20ms, 50FPS, gain 130, 400/500 frames
Autostakkert3 + ImPPG + Photoshop CCで画像処理


南西の方はプラージュでしょうか、少し温度の低い帯が何本か見えているようです。

プロミネンスのアニメを連続して取ろうとしているのですが、まだまだ機材不足と、今日は雲がちょくちょく太陽を遮るので諦めました。オートガイド用と撮影用で2つのカメラが必要なのですが、ガイド用のカメラでうまく太陽を見る手段を持っていません。以前いただいた太陽シートをどうにか使えないか考えています。

梅雨なのに日曜は朝から快晴で、太陽撮影。昨日の観望会に引き続き、今週は盛りだくさんです。

前回割れてしまったMAMUMIの赤色フィルターを再度買いなおして、おとなしく10cmで観測です。さすがに10cmだとフィルターがほんのり暖かくなるくらいで手で持てなくなるほど熱くなるようなことはありません。今回は少し大きめのプロミネンスとプラージュが見えていたのでそこを中心に撮影しました。

先ずはASI294MCでによる全体像です。センサー面積が広いため一度に全体像を取ることができます。プラージュあたりにエタ論を調整しました。右半分はさすがに写っていません。ここらへんがPSTエタロンの限界かと。

2018-06-17-0103_5_lapl6_a_red_cut
102mm, F10 achromat + P.S.T. + ASI294MC + CGEM II
富山県富山市 2018/6/17 10時03分 Shutter 20ms, 15FPS, gain 170, 800/1000 frames
Autostakkert3 + Registax + Photoshop CCで画像処理


ホタル動画の反応が良かったので、少し動画をお見せします。実際の撮影時に、画面上でどんなものが見えているかという映像です。何の加工もない撮って出しです。アップ用に圧縮はしてあるので、多少画質が落ちているかもしれません。内容は、プロミネンスを二つ見て、露光時間を160msから20msに切り替えて採光面を見えるようにしてプラージュまで移動。そこから少し採光面を移動します。

102mm, F10 achromat + P.S.T. + ASI294MC + CGEM II
富山県富山市 2018/6/17 14時13分 Shutter 160ms, 15FPS, gain 120

途中横切る小さな影がいくつか見えますが、おそらく虫か鳥かと思われます。リアルタイムでHαもこれくらい見えるので、昼間の観望会などで電視観望として見てもらっても十分楽しめるのではないかと思いました。去年の福島でPSTにASI178MCを取り付けさせてもらってその触りは試したのですが、あれから相当技術も上がったので、うまくいくようなら原村の星まつりで披露したいと思います。でも、一番の問題は炎天下の明るい中でPCの画面がきちんと見えるかです。カバーとかフードのようなものを考える必要があるかもしれません。


上記画像とは別で撮影したものですが、プラージュと二つのプロミネンスとを画像処理したものが以下になります。

2018-06-17-0559_9_lapl6_ap2113_conv
102mm, F10 achromat + P.S.T. + ASI290MM + CGEM II
富山県富山市 2018/6/17 14時59分 Shutter 10ms, gain 300, 400/500 frames
Autostakkert3 + Registax + Photoshop CCで画像処理

このプラージュは露光時間160msで何ショットか撮って、最後に一本比較のために10msで撮ったのですが、一本だけ撮った10msの方がより細部まで写っていたため160msで撮ったものは全てお蔵入りです。やはり160msは長すぎるようで、細かい部分が時間的に平均化されてしまって実質的な分解能が下がってしまうようです。短い露光だとゲインを上げるために多少ノイズは載りますが、スタックしてしまえば問題なくなるので、ある程度短い時間の方が細かく撮れるということがわかりました。

2018-06-17-0211_2_lapl6_ap81_RS_cut

2018-06-17-0456_4_lapl6_ap63_RS_cut

2枚目のプロミネンスの周りにピンピンと細かく出ているのをスピキュールと言うのでしょうか?「表面に無数にある、ほぼ垂直に伸びる針状の微細構造」らしいのですが、まだ私自身よくわかっていません。


もう一つ、プロミネンスのアニメーションを用意していますが、処理に時間がかかっています。また出来上がったらアップします。

梅雨なのに休日に晴れてくれたので時間をかけて撮影することができました。充実した天文週末でした。



久しぶりの休日の昼間、晴れていたので太陽撮影です。前回あった黒点は位置が変化し、昨日あたりから消失したようです。でもその痕跡はまだ撮影できました。

鏡筒は前回までと同じ口径10cmアクロマートのP.S.T.改造機ですが、これまでにない解像度になっています。何が変わったかというとCMOSカメラで、ASI178MCからASI294MCに変えたことです。ヒントはあぷらなーとさんの「モノクロにしたら4倍の感度のはずなのでどれほど変わるのか」という一言で、じゃあとりあえずカラーだけど感度4倍のASI294MCで試してみようと思ったのです。結果は想像以上で、

2018-04-28-0630_8_lapl6_a_red_ip_cut2
102mm achromat P.S.T. + ASI294MC + CGEM II
富山県富山市 2018/4/28 15時31分 Shutter 10ms, gain 240, 320/400 frames
Autostakkert3 + ImPPG + Photoshop CCで画像処理


これまでよりはるかに細かく出ています。ちなみにASI178MCで同じような場所を撮ったのが次の画像です。こちらの方が撮影枚数は多いのに分解能は負けてしまいます。

2018-04-28-0601_5_lapl6_a_red_ip_cut
102mm achromat P.S.T. + ASI178MC + CGEM II
富山県富山市 2018/4/28 15時1分 Shutter 10ms, gain 200, 400/500 frames
Autostakkert3 + ImPPG + Photoshop CCで画像処理

これまでと比べても決して悪いわけではないですが、細部はASI294MCの方が圧倒的です。


もう少しネタばらしをすると、ASI294MCを持ち出したもう一つの理由が、1000mmの焦点距離でセンサー面積の大きいカメラで全体像を一度に取れるかどうか試したかったのです。実際に撮影した画像が以下になります。

2018-04-28-0630_8_lapl6_a_red_cut11


一応なんとか入りました。ただし、見ただけではわからないですが、BFの直径がわずか5mmで、全体を入れるにはかなりギリギリでした。太陽の直径の1.2-1.3倍ほどしか余裕がなく、それ以上ずれると縁がぼやけて使い物にならなくなります。まあ、そもそも全体が入ったことが驚きなのですが。また、エタロンがやはり全体をカバーするほど精度が出ていないのはこれまで通りです。一番上の画像はここからトリミングしただけです。


あ、赤道儀は昨晩テストした新しいCGEM IIを使っていますが、これはあまり分解能には関係ないかも。でも動画を見比べて改めて実感できたのですが、揺れはAdvanced VXに比べて格段に小さくなっています。シンチレーションによる揺らぎだけが目立って見えてしまうような感じです。

ちなみにCGEM IIですが、一度ホームポジションに戻して、休止状態にして電源を落として、再度電源を入れたら

"Bootloader Invalid Pkg: 0080"

というメッセージとともに全く動かなくなりました。Webで検索してみるとCelestronのホームページに行ってファームウェアをダウンロードして、ハンドコントローラーをアップデートすると直るらしいのですが、販売店に問い合わせるとCelestronからダウンロードすると英語版になるとのことで、日本語版にするのでコントローラーを送って欲しいとのこと。念のため聞いてみたのですが、なんとAdvanced VXのコントローラーがCGEM IIで動くとのことなので、とりあえず代替でAVXのコントローラーを使うとして、CGEM IIのコントローラーは早速送ることにしました。ここら辺がメーカーを統一しておくといいことの一つなのかと思います。

あと、なぜ0080になるのかはあまりはっきりしないとのこと。スタートアップ中に瞬停みたいなことが起きるとダメだとどこかに書いていましたが、販売店によるとやはりあまりはっきりとはしないとのことです。

昨日はオプティカルエンコーダーの勘違いでがっかりしていました(ついでに販売店に一応このことも確認しましたが、やはり結果通りとのことでした)が、今日は太陽撮影が予測よりはるかにうまくいって、なんか元気になりました。


 

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