ほしぞloveログ

天体観測始めました。

タグ:M13

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




撮影時の様子と結果

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

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

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

撮影結果です。

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

中心部です。

light_BINNING_1_integration_ABE_ABE_PCC_STR_PS_decom3_cut



画像処理について

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

背景について

背景をわかりやすくするためにガンマを上げたものを載せておきます。

light_BINNING_1_integration_ABE_ABE_PCC_STR_PS_decom_gamma2

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

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


TSA-120の画像とVISACの画像の比較

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

detail_comp_TSA120_VISAC

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

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

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

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

comp_IC4167

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

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


まとめと、今後の課題

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


 

球状星団を撮影するのは初めてになります。今回、ヘルクレス座の球状星団M13をTSA120を使って撮影してみました。全天で最も美しい球状星団と言われています。


初の球状星団撮影

連休初日に入るこの日の夜、天気は悪くなく、夜中から天の川を撮影しようと思っていたのですが、それまでの繋ぎでM13を撮影してみることにしました。よく考えたら、球状星団をまともに撮影するのは初めてのことです。もちろん、眼視や電視観望などでの簡易撮影などはあります。それでも時間をかけてまじめに撮影するのは初めて、いろいろわからないことがありそうです。
  • そもそも、撮影時間はどれくらいがいいのか?星雲ほど長くなくていいのか、それともやはり長ければ長いほどいいのか。
  • 1枚あたりの露光時間はこれまで通り5分でいいのか?
  • QBPはあってもいいのか?無いほうがいいのか?

天の川が出てくるまで1時間ほどあります。最初なのでとりあえずこれまでの星雲撮影のセッテングをベースとして、撮影時間を1時間としてみました。

撮影は順調。PHD2とAPTで、ガイドも含めて特に問題はなかったです。ちょうど同じ時間帯に、あぷらなーとさんもM13を狙っていたみたいです。


画像処理と結果

球状星団の画像処理も初めてのことで、まだ全然慣れていません。疑問だらけで、また太陽映像に取り掛かっていたこともあり、時間がかかってしまいました。

星雲の場合と違って、いじればいじるほど処理の跡が目立つような感触です。なかなかごまかしが効かない、素材の出来具合がそのまま処理後の出来に直結するような気がしました。とりあえず処理した結果です。



「ヘルクレス座球状星団M13」
light_BINNING_1_integration_ABE_PCC_STR2_cut
  • 撮影日: 2020年4月29日0時24分-1時23分
  • 撮影場所: 富山県富山市下大久保
  • 鏡筒: Takahashi TSA-120 + 35フラットナー + サイトロン QBP (48mm)
  • 赤道儀: Celestron CGEM II
  • カメラ:  ZWO ASI294MC Pro
  • ガイド: PHD2 + f=120mmガイド鏡 + ASI290MMによるディザリング
  • 撮影: ATP、ゲイン220、温度0℃、露光時間300秒x11枚 = 55分 
  • PixInsight、Photoshop CCで画像処理
中心部です。

light_BINNING_1_integration_ABE_PCC_STR2_center

今調べたら簡易撮影では、星を始めて一番最初に撮影したメシエ天体がM13 M3(2020/5/16訂正:玄さんのコメントのおかげで4年を経てM3と気付くことができました。玄さん、どうもありがとうございました。)でした。星を始めて、一眼レフカメラを手に入れてすぐのM13 M3がこれ。1枚撮り、中心からずれてる、星がぶれてる、画像処理も何もしてない。さすがにこれを見ると、4年間で進歩したと思えます。でも望遠鏡とカメラでメシエ天体が写っただけでも、ものすごく嬉しかったこと覚えています。

IMG_0326



反省点色々

最初は、初めてにしてはそこそこ中心部まで見えたのかなと思っていました。でもやはりまだまだですね。以下、反省点です。
  • 一つ一つの星像が大きい。もっと分離してもいいはず。
  • 星雲みたいに背景を出す話ではないので、構成を分離するStarNet++が意味をなさないはずです。今回は試すこともしませんでしたが、背景のノイズを減らすのには役に立つかも知れません。今後の課題とします。
  • 背景のノイズを無くそうと、DeNoiseやDfine2も試しましたが、見事に恒星の不自然さを強調します。今回は試しただけで、結局使いませんでした。
  • 炙り出していくと、背景ノイズがまだ多いです。今回はトータルで1時間弱の撮影だったので、もう少し総露光時間を増やしていいかもしれません。
  • すでに炙り出しすぎの感もあります。中心部から少しずれたところなんかは、微光星なのかノイズなのか見分けがつかなくなってきます。
  • 明るい恒星の裾部分の階調が少し不足しています。微光星を出そうとするとこうなってしまいます。もう少し中心部の微光星を抑えても良かったかも知れません。
  • 同様に、左上に写っている銀河も階調不足の感があります。
  • 中心部の画像を見ると、色が白、オレンジ、青緑と3系統にはっきり分かれています。現実は多分そんなことはないので、何かおかしな画像処理過程が入っているようです。それともQBPのせいでしょうか?
  • やはりまだ決定的に分解能不足です。というか、星が肥大化しています。これは画像処理以前の撮影時の問題です。
画像処理以前のこととして、決定的だと思ったのは、一枚の撮影時間の5分が長すぎたではないかということです。長時間露光はどうしてもブレが積分されるので星像がボケてしまいます。もちろんシンチレーションとか風の揺れによるのですが、1枚は1分程度に抑えて、枚数を増やした方がいいのかも知れません。

揺れに関して少し考えてみます。撮像の揺れ時間スケールで見ると
  • 秒以下の揺れ: シンチレーション、地面の揺れ、風による機材の振動
  • 1秒程度の揺れ: 風
  • 10秒周期以上の揺れ: 赤道儀のピリオディックモーション、機材のたわみ
などがあります。
  • この中で改善できるのは10秒以上の揺れのみ。オートガイドです。それでも1時間オーダーではたわみが問題になってきます。
  • 1秒から10秒程度の揺れはオートガイドで多少は抑えることができますが、速い揺れほどその効果は小さくなります。
  • 秒以下は今のところ打つ手なし。AOを使うことで、シンチレーションみたいな画面の中で揺れるもの以外は改善できます。でもAO高いです。自分で作ることを考えた方がいいかも知れません。
このように考えるとすぐにわかるように、一枚あたりの露光時間を1分程度に短くしても大した効果はありません。ただ、揺れの大きさで考えると、突風などの突発的事象で星像が肥大することはあり得るので、露光時間を短くしてそれらの揺れの大きいものを省くことはできます。ラッキーイメージの考え方ですかね。

さらに、カラーCMOSカメラで撮影していることも分解能を低下させている原因の一つです。モノクロの冷却CMOSカメラでそこそこのセンサー面積のものをそろそろ本気で考えた方がいいのかも知れません。

少なくとも今回の結果は、TSA-120のが持っている光学的な分解能には全く達していないと思います。


おまけとまとめ

最後にいつものアノテーションです。少しだけ斜めになってました。念のため再度ImageSolverで計算したら回転のズレ結果は0.41度でした。上が北で、経線が縮まっていくので上の方が間が小さくなっていまるので、より斜めに見えてしまっているようです。

light_BINNING_1_integration_ABE_PCC_STR2_Annotated

本当はこの撮影の後に天の川が登ってくる時間になり、中心部の干潟とか三裂星雲を狙おうとしていたのですが、外に出たら曇り。この日は撤収しました。

画像処理まで進めて、まだまだ改善の余地がたくさんあることがわかりました。球状星団は撮影時の条件がそのまま出てごまかしが来なさそうです。今回の撮影の後、もう少し試したくて、別の日にVISACで長時間撮影してみました。 これはまた次の記事で書きます。


 

9月3日の夕方から、下の息子(Suke)を連れて、数河高原にある天文台に行きました。たまたま仕事の時に知り合った方が星が好きだというので、いろいろ話していたらなんと天文台を個人で作って運営していて、天文同好会を主催している方と聞いて、早速観望会の日に参加させて頂きました。

富山を出た頃はまだ晴れていて、細い月と木星が沈んでいくところが綺麗に見えたのですが、途中から曇りで雨もぱらつき出し、今日はダメかなと思っていました。天文台のある場所は国道から少し山側に入った駐車場の横で、ほとんど何も見えないような真っ暗なところです。写真は真っ暗なところで撮った天文台の全景ですが、ピンボケになってしまいました。

IMG_9567


入り口のドアを開けるとお誘いいただいたYさんと他にも5人のお客さんがいらっしゃいました。その中のお二方は天文同好会の仲間とのことで、この辺りの星の見え具合や望遠鏡の機材のことなどお話しさせて頂きました。この辺りはお盆くらいまではいいのですが、お盆を超えるとずーっとすっきりしない空が続くそうです。また家族連れなのでしょうか、小学3年生の女の子もいて、この子は毎回観望会に参加しているそうで、うちの子ともいろいろ喋っていたみたいで、いい友達になれそうです。

天文台は個人運営とは思えないほど立派なもので、「コスモス天文台」というのの他にもう一つ「ビーナス天文台」というのもあるとのことです。以前お会いした時に聞いたのですが、星はご主人の趣味とかではなく、それどころか家族はあまり興味を示さずに、Yさん一人でこれだけのものを作ったとのことなので、相当星が好きでないとここまではできないと感心しました。

小一時間の間いろいろ話しながら、途中雨が天文台に当たる音が響いたりして天気がどうにもならないなと思い、このブログのことも見て頂いたりして、まったり過ごしていたのですが、いつしか子供の望遠鏡の話になって、どうせだから車から持ってこようと外に出ました。雨はまだ少し降っていたのですが、なんと一部星が見え始めています。皆さんに声をかけ、喜び勇んでとりあえず双眼鏡だけ準備していると、間もなくどんどん晴れ渡り、すぐに雲ひとつないとても澄んだ空になりました。とりわけ光害が少ないのか、天の川はペルセウス座流星群の時に満天星で見たものをはるかに超える濃さで、Yさんも周りの方も観望会の時にこれだけの空が見えるのは珍しいと言っていました。

私もさっそくついこの間試したばかりのリアルタイム星雲観望システムをフルで出してみることにしました。家族以外の人に見せるのは初めてなので、どんな反応があるのかとても楽しみでした。ただ、雨上がりで次の日の予定もあるので、結構焦ってセットしてしまい、極軸もろくろく取らずに見はじめてしまって、自動導入の精度が散々でした。時間がなくても、特に人に見せる時にはきちんとセットアップはしたほうがいいというのは、今回の痛い反省項目です。行く前に組み立てたモーターフォーカサーはトラブルもなく無事に動いてくれました。

それでもM57のリング星雲とM17の鉄亜鈴(アレイ)星雲はすぐに綺麗に見ることができました。やはり色が付いた星雲を見ることができるのはインパクトがあったようで、技術の進歩でこんなことまでできるようになったのかと言われた時は少し嬉しかったです。

他のものは導入のトラブルのせいもあり、かなり散々でM27、C12、M31(アンドロメダ銀河、大きすぎて中心しか見えない)、M33はトライしたのですが、全く入らないか、見えても色も形もわからないなど、全滅でした。その中でM13は色は付かないものの、球状星団の特徴が画面ではっきり見えてよかったです。この時に気づいたことは、このシステムは一つの天体をみんなで共有して同時に見ることができるということです。これはあまり想定していなかったのですが、みんなで同時に見るということは思ったより楽しいことでした。

どうやらこのシステムは得意なものと不得意なものがはっきり分かれる気がします。何度か試して得意なものを知っておくのは必須だと思いました。輝度が高くて、直径が10分くらいまでのあまり大きくないものが得意なようです。

ところで子供はというと、最初寝袋やシートを広げて、地面に寝っ転がって他の方たちと星を見ながらいろいろ話をしていたみたいのですが、もう一人の来ていた子が22時過ぎに帰ってしまってからは、程なくして寝袋にくるまって眠ってしまいました。私はそれからもしばらく空を見ていたのですが、23時半頃には撤収して子供を車に乗せてから帰路に向かい、家に帰り着いたら0時半頃でした。帰りにYさんからシールや本などお土産をいただきました。次の日起きて子供がとても喜んでいました。いろいろ気を使って頂き、どうもありがとうございました。とても楽しい時間を過ごすことができました。

惜しむらくは、カメラのレンズを持っていくのを忘れてしまったことです。綺麗な天の川をぜひ撮っておきたかったです。

次回の観望会は10月8日(追記: 大雨で中止)、その次は11月6日とのことです。子供もとても面白かったと言っているので、ぜひまた参加させて頂きたいと思います。


 

しばらく眼視でBKP200を楽しんでいたのですが、やはり撮影をしたくなりました。

望遠鏡側にカメラを取り付けるにはTリングというものが必要なのですが、安いものなのでVixen製のCanon用の「カメラアダプター Tリング キヤノンEOS用(N) 37306-2」をアマゾンでを発注してカメラボディーに取り付け試してみました。BKP200に付属の変換リングを適当につければそのまま鏡筒の接眼部に取り付けることができます。

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5月17日満を持してのBKP200での初撮影です。撮影場所は自宅の庭です。それで撮った土星がこれです。

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笑ってやってください。加工なんてする気にもなりません。

なんでこんなに小さいんだと驚いて、ここで初めて焦点距離800mmでは足りないと気付いたのです。その後色々調べると惑星だと直焦点撮影ではだめで、拡大撮影というのをしないとダメだということがわかりました。次は拡大撮影に挑戦です。こうやって一歩一歩学んでいくんですね。

ちなみにこの時撮ったM57とM13 M3(2020/5/16訂正:玄さんのコメントのおかげで4年を経てM3と気付くことができました。玄さん、どうもありがとうございました。)です。

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自動導入の練習がてら撮ってみたものです。小さくてしかも未加工なので見苦しいですが、実はこれが人生初のメシエ天体になります。眼視でもうっすら見えました。

M13の方をよく見ると流れてしまっていますが、これはシャッターを指押ししているからです。レリーズの必要性を実感しました。


 

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