とうとうC8にPSTを取り付けて口径20cmで太陽のHαを撮影することに成功しました！
(初記事で興奮のあまり安全性について書くのを完全に失念していました。追記しておきます。)
太陽を望遠鏡で見ることは大変危険です。特に、望遠鏡で集められた光を目で見るようなことは失明に直結するの恐れがあります。
本記事では太陽望遠鏡の改造について記述してありますが、私は改造をしてからはアイピースなど、目で覗くようなことはしていません。カメラで見るのみにして、これを頑なに守っています。
改造しても壊れていないからいいとか、自分は大丈夫など、絶対過信することなく、メーカー推奨以外の改造をしたら万が一のことは十分に起こり得ると覚悟し、決して目で覗くようなことはしないでください。ましてや、改造した太陽望遠鏡を観望会などで他人に覗いてもらうなどということは、自己責任の範囲超えていますので絶対にやめてください。他人に何か事故を負わせたときに取り返しのつかないことになる恐れがあります。
さらに本記事では大口径鏡筒使い、集光力を高めているため、発熱、火事などの危険も伴います。もし同様のことを試す場合にも、くれぐれも安全には気をつけて、自己責任の範囲内でテストするようにしてください。
くどいようですが、繰り返し書いておきます。
なお、本記事では太陽望遠鏡の改造について記述してありますが、決して改造を勧めることを意図してはいません。あくまで自己責任の範囲内で、アマチュア天文機材の可能性をテストしているだけです。もし同様のことを試される場合も、くれぐれも自己責任の元でテストするようにして下さい。
これまで撮影で使ってきたのは10cmの屈折なのですが、口径で分解能が支配されているのはわかっています。分解能を上げるためには口径を大きくするのが一番近道なのですが、以前熱問題でフィルターを割って以来、かなり慎重になっていたのと、長らく太陽の活動が停滞していたので、なかなか試す気になれませんでした。
最近太陽も活動期に入りつつあり、黒点もかなりの頻度で出ています。先月と今月、2度撮影しましたが、まだ黒点も小さく今の分解能では細かく見えないのでいまいちパッとしません。なんとか分解能のいい黒点撮影ができなかと思っていました。
今回まず試したのが、遮光フィルムです。ホームセンターで車の窓用に売っているものです。とりあえず透過率が13%と謳っているのを買って試してみました。
とりあえずテストなのでかなり適当につけてあるのですが、取り付け方が全く問題にならないくらいに実際の映像は全然ダメ。ボケボケです。これはピントが合っていないとかではなく、どうも光が拡散されて迷光が多くなりすぎているようで、コントラストが著しく落ちたような状態です。その証拠にエタロンを回すとゴースト光が動いているように見えてしまいます。フィルターで反射しているのかとか思い、元々付けていたMARUMIの赤のR2フィルターを外したり、手持ちのカメラ用のUVカットフィルターに変えたり、HαフィルターをCMOSカメラに付けたりしたのですが全然ダメです。
外で撮影しながら悩んでいるとき、たまたま何日か前に頼んでいた2インチのUV/IRフィルターが配達されてきました。これはもともとは夜の撮影用で、TSA-120で少し赤外と思われるハロが出たので、それを回避するためのものです。ダメ元でと、とりあえずこのフィルターを入れてみると、まだまだボケてますがそれでも像が多少マシになります。これまでのR2フィルターでは迷光が取り切れていなかったものと思われます。
いずれにせよこの時点でフィルムは使い物にならないと判断し、取り外しました。その代わりにC8の対物側の蓋を取り付け、少しだけずらして光をいれてCMOSカメラで像を見てみるということをしてみました。するとこれまでコントラストが全くダメだったものがものの見事に改善されたのです。やはりフィルムが悪さをしていたようです。
さらに気づいたことが、これまでの10cm屈折でやっていた時より、カメラに到達する光の量が全然小さいことです。これは10cm屈折で撮影するときの露光時間とゲインと比較することでわかります。少しづつ蓋をずらしていって光の量を見ますが、最後まで蓋を外しても、口径20cmにもかかわらず、口径10cmの時の光の量と同じか、むしろ少ないくらいです。違いはR2フィルターかUV/IRカットフィルターかの違いです。どうやら今回のUV/IRカットフィルターはR2フィルターに比べて、太陽光を4分の1以下にするようです。
ここで心配になったのはフィルターの温度です。透過量が少なくなったので、その分熱くなってるのかと思いましたが、全然熱くありません。普通に触って少し暖かいかなというくらいです。ということはフィルター部でエネルギーを吸収しているのではなく、光のかなりの部分を反射していることになります。これで少し安心して、試しに撮影してみることにしました。
まずは蓋を半分ずらした状態で2000フレーム。フィルターの温度も、カメラに入る光量も全然問題なさそうなので、次に蓋を全部外して2000フレームです。画面を見ている限り分解能には明らかな違いがありそうです。
その後画像処理をしたのが下の画像です。少なくとも私にとっては初めてみるような物凄い分解能です。さすがに口径20cmの威力と言ったところです。この結果にはさすがに満足です。
カラーにしたものも載せておきます。
ちなみに、C8を試す前に10cm屈折で比較参照のために撮影しておいたものが下です。2時間半くらい前の撮影で、その後ホームセンターに遮光フィルムを買いに行きました。
実はこの日はシンチレーションがかなり良かったようで、10cmでもかなり綺麗に撮影できています。
試しにC8で撮ったものと同じくらいの拡大率で見てみると、明らかに分解能の違いが分かります。
わかりやすいように、黒点部分を拡大して並べてみます。左が口径20cmのC8、右が口径10cmの屈折です。
10cmと20cmの撮影結果は、撮影時間に2時間半くらいのズレがあること、ピント位置とエタロンの調整が必ずしも一緒でないことなど、条件も完全には一致していないのですが、それを差っ引いてもあからさまな差があります。20cmの圧勝です!
惑星もそうですが、動画での超多数枚のスタックはシンチレーションの影響などを軽減することができるので、口径の差がそのまま結果に反映されることが多いです。今回も多分にもれず口径を大きくした効果がそのまま出るような結果になったと思います。
この大口径太陽Hα望遠鏡プロジェクトは、ジャンク製品を多用しものすごく安価に仕上げています。多分値段を言うと、真剣に太陽をやっている方から怒られてしまうような額かと思います。その代わりに、性能はPSTのエタロンやブロッキングフィルターの精度や大きさに依存し、綺麗に見える範囲は大きくはありません。アイデア次第で光学機器の性能を上げるのはアマチュア天文の醍醐味の一つだと思っていますが、それゆえ別の面での性能の制限もあることをご理解いただければと思います。
それでも今回の結果はとても嬉しいものでした。
これからの太陽活動期が楽しみになってきました。どんどん撮影していきます。
太陽光を見ることの危険
(初記事で興奮のあまり安全性について書くのを完全に失念していました。追記しておきます。)
太陽を望遠鏡で見ることは大変危険です。特に、望遠鏡で集められた光を目で見るようなことは失明に直結するの恐れがあります。
本記事では太陽望遠鏡の改造について記述してありますが、私は改造をしてからはアイピースなど、目で覗くようなことはしていません。カメラで見るのみにして、これを頑なに守っています。
改造しても壊れていないからいいとか、自分は大丈夫など、絶対過信することなく、メーカー推奨以外の改造をしたら万が一のことは十分に起こり得ると覚悟し、決して目で覗くようなことはしないでください。ましてや、改造した太陽望遠鏡を観望会などで他人に覗いてもらうなどということは、自己責任の範囲超えていますので絶対にやめてください。他人に何か事故を負わせたときに取り返しのつかないことになる恐れがあります。
さらに本記事では大口径鏡筒使い、集光力を高めているため、発熱、火事などの危険も伴います。もし同様のことを試す場合にも、くれぐれも安全には気をつけて、自己責任の範囲内でテストするようにしてください。
くどいようですが、繰り返し書いておきます。
改造した太陽望遠鏡は決して
安全なものではないです。
安全なものではないです。
もし太陽望遠鏡を改造する場合は、
絶対目で覗くことのないよう、
絶対目で覗くことのないよう、
また火事などの事故にも気をつけて、
自己責任の範囲内で楽しむに留めて下さい。
なお、本記事では太陽望遠鏡の改造について記述してありますが、決して改造を勧めることを意図してはいません。あくまで自己責任の範囲内で、アマチュア天文機材の可能性をテストしているだけです。もし同様のことを試される場合も、くれぐれも自己責任の元でテストするようにして下さい。
口径と分解能
これまで撮影で使ってきたのは10cmの屈折なのですが、口径で分解能が支配されているのはわかっています。分解能を上げるためには口径を大きくするのが一番近道なのですが、以前熱問題でフィルターを割って以来、かなり慎重になっていたのと、長らく太陽の活動が停滞していたので、なかなか試す気になれませんでした。
最近太陽も活動期に入りつつあり、黒点もかなりの頻度で出ています。先月と今月、2度撮影しましたが、まだ黒点も小さく今の分解能では細かく見えないのでいまいちパッとしません。なんとか分解能のいい黒点撮影ができなかと思っていました。
車用の遮光フィルム
今回まず試したのが、遮光フィルムです。ホームセンターで車の窓用に売っているものです。とりあえず透過率が13%と謳っているのを買って試してみました。
とりあえずテストなのでかなり適当につけてあるのですが、取り付け方が全く問題にならないくらいに実際の映像は全然ダメ。ボケボケです。これはピントが合っていないとかではなく、どうも光が拡散されて迷光が多くなりすぎているようで、コントラストが著しく落ちたような状態です。その証拠にエタロンを回すとゴースト光が動いているように見えてしまいます。フィルターで反射しているのかとか思い、元々付けていたMARUMIの赤のR2フィルターを外したり、手持ちのカメラ用のUVカットフィルターに変えたり、HαフィルターをCMOSカメラに付けたりしたのですが全然ダメです。
UV/IRフィルターが救世主に
外で撮影しながら悩んでいるとき、たまたま何日か前に頼んでいた2インチのUV/IRフィルターが配達されてきました。これはもともとは夜の撮影用で、TSA-120で少し赤外と思われるハロが出たので、それを回避するためのものです。ダメ元でと、とりあえずこのフィルターを入れてみると、まだまだボケてますがそれでも像が多少マシになります。これまでのR2フィルターでは迷光が取り切れていなかったものと思われます。
いずれにせよこの時点でフィルムは使い物にならないと判断し、取り外しました。その代わりにC8の対物側の蓋を取り付け、少しだけずらして光をいれてCMOSカメラで像を見てみるということをしてみました。するとこれまでコントラストが全くダメだったものがものの見事に改善されたのです。やはりフィルムが悪さをしていたようです。
さらに気づいたことが、これまでの10cm屈折でやっていた時より、カメラに到達する光の量が全然小さいことです。これは10cm屈折で撮影するときの露光時間とゲインと比較することでわかります。少しづつ蓋をずらしていって光の量を見ますが、最後まで蓋を外しても、口径20cmにもかかわらず、口径10cmの時の光の量と同じか、むしろ少ないくらいです。違いはR2フィルターかUV/IRカットフィルターかの違いです。どうやら今回のUV/IRカットフィルターはR2フィルターに比べて、太陽光を4分の1以下にするようです。
ここで心配になったのはフィルターの温度です。透過量が少なくなったので、その分熱くなってるのかと思いましたが、全然熱くありません。普通に触って少し暖かいかなというくらいです。ということはフィルター部でエネルギーを吸収しているのではなく、光のかなりの部分を反射していることになります。これで少し安心して、試しに撮影してみることにしました。
口径20cmでの撮影結果
まずは蓋を半分ずらした状態で2000フレーム。フィルターの温度も、カメラに入る光量も全然問題なさそうなので、次に蓋を全部外して2000フレームです。画面を見ている限り分解能には明らかな違いがありそうです。
その後画像処理をしたのが下の画像です。少なくとも私にとっては初めてみるような物凄い分解能です。さすがに口径20cmの威力と言ったところです。この結果にはさすがに満足です。
- 鏡筒: Celestron C8、口径203mm、焦点距離2032mm、F10
- 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 3.3beta (64bit)
- 撮影時間: 2020/11/21 15:02 ser形式でgain 300, 10ms x 2000フレーム中上位50％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
同日の10cmでの結果
ちなみに、C8を試す前に10cm屈折で比較参照のために撮影しておいたものが下です。2時間半くらい前の撮影で、その後ホームセンターに遮光フィルムを買いに行きました。
実はこの日はシンチレーションがかなり良かったようで、10cmでもかなり綺麗に撮影できています。
- 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 3.3beta (64bit)
- 撮影時間: 2020/11/21 12:19（上）、12:24(下)、設定はともにser形式でgain 300, 10ms x 5000フレーム中上位50％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
試しにC8で撮ったものと同じくらいの拡大率で見てみると、明らかに分解能の違いが分かります。
わかりやすいように、黒点部分を拡大して並べてみます。左が口径20cmのC8、右が口径10cmの屈折です。
やったー！
10cmと20cmの撮影結果は、撮影時間に2時間半くらいのズレがあること、ピント位置とエタロンの調整が必ずしも一緒でないことなど、条件も完全には一致していないのですが、それを差っ引いてもあからさまな差があります。20cmの圧勝です!
惑星もそうですが、動画での超多数枚のスタックはシンチレーションの影響などを軽減することができるので、口径の差がそのまま結果に反映されることが多いです。今回も多分にもれず口径を大きくした効果がそのまま出るような結果になったと思います。
この大口径太陽Hα望遠鏡プロジェクトは、ジャンク製品を多用しものすごく安価に仕上げています。多分値段を言うと、真剣に太陽をやっている方から怒られてしまうような額かと思います。その代わりに、性能はPSTのエタロンやブロッキングフィルターの精度や大きさに依存し、綺麗に見える範囲は大きくはありません。アイデア次第で光学機器の性能を上げるのはアマチュア天文の醍醐味の一つだと思っていますが、それゆえ別の面での性能の制限もあることをご理解いただければと思います。
それでも今回の結果はとても嬉しいものでした。
2年越しの計画がやっとできたー!!
これからの太陽活動期が楽しみになってきました。どんどん撮影していきます。
コメント
コメント一覧 (12)
2年越しの大プロジェクト成功おめでとうございます。
私も思いついたネタを成功させるまで結構な年月を掛ける方なので、まるで自分のことのようにドキドキしながら記事を読みました。
他の対象とは異なり危険を伴うだけに、色々とご苦労されたことでしょう。でも、コレなんですよねぇ、アマチュア天文の面白いところは♪
あぷらなーとさん、ありがとうございます。
バンザーイ、やっと上手くいきましたぁぁぁー。
実は他にも対物レンズの外周に内接するフィルター群とか用意してたんです。
でも結局エネルギーロスの少ないフィルターが鍵でした。と言っても4000円くらいのSVBONYの安い物ですが。もう、SVBONY様様です。
安い機材で高級機に挑む、アマチュア天文の醍醐味です。
hasyamaさんは結局太陽Hαにカセグレン式を使うのを諦めたと聞いていましたし、私もμ180+Daystarはお蔵入り状態でPSTmodに至っては忘れかけていました。さすがsamさん、進められていたとは…。恐れ入りました。
OMC140あたりでPSTmodのテストを再開してみようか…という気がしてきました。
じろーさん、ありがとうございます。
いや、なかなかやる気にならなくて、最近の連続黒点出現で重い腰を上げたような物です。
でもSVBONYのUV/IRカットフィルターがあと1時間遅く届いていたら、また今回も諦めてたかも知りません。
前はR2フィルターが熱で割れたのですが、光を全部反射か透過させてしまえば熱くなることはないと、今更ながらに気づきました。これとほぼ同じ同じことを仕事でもやってたのに、何でこれまで思いつかなかったんだろうと、ちょっと自分で情け無くなりました。やっぱり理屈だけではだめで、実感を持って試すことが重要なのかと思いました。
太陽観察は熱の処理が大事なんですね。
少し気になったのですが、カセグレンということは、副鏡にそこそこ負担がかかっているような気もします。全反射すれば熱もこもらないかもしれませんが、反射率との兼ね合いもあると思います。副鏡保持部とかに負担はかかっていないでしょうか？
それにしても、フィルターひとつで、全然変わってくるんですね。
玄さん、こんばんは。
私も副鏡の熱は心配でした。でもご指摘の通り基本反射だけなのと、PSTを外して焦点のところ（一番熱いところ）を探して、そこから副鏡までの距離を反対側に伸ばしたとことの温度を手で触ってみると、耐えられるような熱さだったので、おそらく問題ないと思います。
焦点のところにロスの大きいものがあるとそこで熱に変換されてしまいます。UV/IRカットフィルタのところで多くの光は（ロスせずに）反射されてしまうので、問題を回避できたという理屈です。ただし、まだ予測できないことも起こるかもしれないので、しばらくは注意深く見ながら使おうと思っています。
相変わらずの先駆者ぶりを発揮されていますね。
仕事上でも太陽の案内は、安全性や見やすさから電視観望で行ってはどうかと提案していたところです。
個人的にも補正板にすぐ着く夜露が嫌で死蔵状態のC8が文字通り日の目を見る事になりそうで嬉しい限りです。
全て一瞬に壊してしまうかもしれない人柱トライ本当にありがとうございました。
RAINYさん、ありがとうございます。
観望会での太陽の電視観望は全面的に賛成します。目で見た場合の万が一のリスクを避けることができます。
一番の敵は、明るすぎるためモニターを見にくいことでしょうか。リモートで暗いところで見るとか、カバーや多いでモニターのところを暗くするとかの工夫が必要かと思います。
太陽Hαの大口径化はまだまだ工夫の余地があるかと思います。今PSTが2つあるので、ダブルスタックとかできないかが次の課題でしょうか。
Hαフィルタのエタロンも吸収でなくて反射なのですね？
こちらは可視光ですが、望遠鏡での直接焦点撮影では、遮光フィルムをやめています。減光は、以前バーダーの減光フィルムを対物側に張っていたのですが、どうもピントがかっちりあわない。フィルムのしわのせい？とおもって透明アクリル板2枚でフィルムをサンドイッチして、しわを伸ばしてみてもピントは改善しませんで、減光フィルムはやめました。
同じことが書かれていたので、やっぱりそうだったかと思っています。
ただ、広角カメラレンズで撮るときには今もフィルム使っています。解像度を求めない使い方には向いていると思っています。
今は対物側にND400フィルタ(φ82mm)、カメラ側にUV/IRカットと、NDフィルタ(濃度1.8)をいれまして、F10ぐらいの屈折で、ISO100,1/8000秒で適正露出が得られるような選択をしています。NDは熱エネルギーを吸収するので、危ないのでしょうね。それもあって、まず対物側においています。カメラ側も、UV/IRカットが先に当たるようにくんでいます。
口径をいかすならハーシェルプリズムが良いのでしょうけど、これも反射で熱も光も逃がす仕組みですが、生の太陽光がいったん集光するのがなんとなく怖くて、こんな構成にしてます。
どんな機材構成にするか悩むのも楽しみのひとつですかねー（笑）
エタロンは原理的に共振する波長以外は全て反射です。太陽の場合はHα以外は反射です。もちろんロスもありますが、大きくはないはずです。
バーダーのフィルムは私も使いますが、ピントが甘いとか気になったことはありません。それに比べたら今回の車用のフィルムは遥かに酷かったです。
出来るならフィルター類は集光前に置きたいものですが、面積が大きくなるので物によっては高価になってしまいます。直径18cmのERFは1400ユーロとかなので、ちょっと手が出ません。
この記事を読んでから私も「SVBONY」が「走れジョリー」の主題歌にのって頭でずっと回ってます。(笑)
ある一定の世代の人には回りますよね(笑)。
うちは弟が見てたと思ったののですが、歌だけは覚えてしまいました。