ほしぞloveログ

天体観測始めました。

タグ:プレアデス星団

2024年12月2日、前回のM31 アンドロメダ銀河に続いて、同じくSWAgTiを使ってM45 プレアデス星団 (すばる) を自宅で撮影しました。画像処理もサクサク進んだので、早速記事にしておきます。

これまでM45に関しては二度撮影しています。前回は4年前の2020年で、TSA120での撮影になります。


masterLight_integration_DBE1_PCC_HSV_AS_PIP_all6_cut

この時は2週に続けて撮影しましたが、1週目はFC-76で、多分結露か何かでおかしな画像になり、2週目にリベンジしたのですが、今思い出すと画像処理に疲れて途中で投げ出したような気がします。これは今の技術ならもっとよく出るのかと思います。

一度目は更に4年前の2016年11月に、牛岳での撮影です。前回の記事でM31も4年周期で撮影と書きましたが、M45も全く同じく4年周期ということになります。特に狙っていたわけではないのですが、それもそのはずで、2016年11月はM31もM45も同じ日に2対象で撮影しています。この時初めてオートガイド撮影が成功して喜んでいた覚えがありますが、回り回って今回はSWAgTiでガイド無し撮影になったので、進化なんだか退化なんだか...。まあ、研ぎ澄まされた退化とでもしておきましょうか。

と思って過去記事を調べていたら実は更に前に一度、これも2016年11月ですが、上の撮影より一週前にM31とM45を同じ日に2対象で撮影しています。


M45up

まだノータッチガイド(死語)で露光時間も伸ばせなかったことですが、画像処理に初めて有料ソフトしてステライメージを使ったので、私の中では本格DSO撮影の最も初期にあたります。

M31とM45は今後の撮影技術の進化の指標ともなるいい選択なのかと思います。前回までは私としては珍しく牛岳、数河高原と、自宅でない暗い環境での撮影です。今回は自宅なのではるかに光害の多いはずです。しかも前回のM31の撮影では使っていたUV/IRカットフィルターも外して、完全ノーフィルターです。すばるの青い淡いところが、この厳しい環境でどこまで出るのか?挑戦のしがいがあります。

といっても、以前半分遊びで企画したSCA260の拡大撮影で、自宅でM45を撮影しています。F5でそこそこ青も出ることは確証を得ているので、同じF5鏡筒のRedCat51でも同じくらいは出るのではないかと期待しています。



Image06_PCC3_cut


SWAgTiでの撮影

長い振り返りになってしまいました。とにかくポイントは、自宅で青い星雲がどこまで出るかの挑戦です。

北陸の天気はもう冬型になっていて、晴れの日はとても貴重です。月曜でしたが、天気予報ではほぼ一晩中晴れ。このチャンスを逃す手はないのですが、問題はかなりの強風だったことです。撮影開始時はまだましでしたが、夜中寝ている頃に風の音で何度が起きるくらいだったので、相当な強風だったと思います。撮影後の画像を見ても、基本的に星像は小さくなく、一方向にぶれている画像もたくさんあり、あからさまな雲を除くと、143枚中16枚撮影をブレで落としています。その16枚も結構甘く見積ったので、もう少し落とすべきだったかもしれませんが、今回星像はあきらめてBXTの力に期待することにしました。

機材は
  • SWAT350 V-Spec Premium + AZ-ZTiのSWAgTi。
  • 三脚はGitzo GT3840Cをシステマティック化したもの。
  • 鏡筒はRedCat51。
  • カメラはM45がちょうど入る画角ということで前回交換したASI204MC Proから今回はUranus-C Proにまた戻しています。ゲインはHCGがオンになる220としました。オフセットは定番の40です。露光時間は3分としました。
  • 極軸調整用にUnitecの極軸微動ユニット2を三脚とSWAgTiの間に挟んでいます。SharpCapの極軸調整機能とこの極軸微動ユニット2で簡単に極軸を取ることができます。
  • ハロなどを避けるために、今回はUV/IRカットも含めて、フィルター無しです。

撮影ソフトと手順は、
  1. 極軸調整とピント合わせ、カメラ回転角調整にSharpCapを使います。極軸調整はガイド鏡がないので、主鏡とメインカメラをそのまま使ってしまいますが、特に問題はありません。
  2. AZ-GTiの操作としてPCにインストールしたSynScan ProをWi-FiでAZ-GTi接続。初期アラインメントと、SynScan ProのSynMatrix AutoAlign機能を使いプレートソルブまでしてしまいます。プレードソルブが終われば、SynScan Proで初期導入まで済ませます。
  3. ここでSharpCapからNINAに切り替えて、カメラを接続し冷却開始。オートガイド無しでディザーのみ使うために、ガイドソフトとして「Direct Guider」を選択します。
  4. NINAのシーケンサーで露光時間や枚数などを設定後、撮影開始とともに、自動追尾をSynScan Pro (恒星追尾をオフにする) からSWAT (追尾モードを「DEC」から「STAR」に切り替える) に移し替えます。
  5. 最終的な画角をSynScan ProやNINAの望遠鏡の矢印ボタンなどで微調整します。
  6. 露光を開始します。

12月で新月期なので夜が長いです。天文薄明終了から開始までの撮影は11時間7分も取れるとのことでしたが、カメラ交換などで戸惑って撮影開始は19時56分だったので、2時間くらいロスしています。終わりも途中から雲が出てきて、午前3時38分までの画像が使えました。雲を除くと、合計で143枚撮影し、127枚使ったので、採択率は89.9%でした。除いた16枚は全て強風でのブレです。


SWAgTiでの子午線反転

今回の撮影は長時間に渡ったので、SWAgTiにとってはある特殊なことが必要でした。そうです、子午線反転です。なぜこれが特殊になるかというと、SWAgTiでは恒星追尾を精度の良いSWATに任せるために、AZ-GTiでの追尾を止めて撮影します。そのため、AZ-GTは自分ではもう追尾をしていないと思い込んでいるわけです。

この状態でもNINAとは「望遠鏡」として接続されていて、NINAからAZ-GTiに信号を送り赤経、赤緯とも動かすことはできます。でも天体が子午線近くになり、そのまま子午線反転してしまうと、AZ-GTiは撮影開始位置に留まっていると勘違いしているので、全然明後日の方向に向かって導入してしまうというわけです。

実際に試してみました。
  1. M45が子午線近くに達したので、撮影のための露光をストップします。その後、試しにSynScan ProでM45を導入してみました。
  2. AZ-GTiで自動導入すると、対象まであとどれくらいの角度があるかが表示されます。子午線反転にあたるので、自動導入直後は本来180度くらいずれていると表示されるはずです。でも表示されたずれは50度くらい。これは20時頃に撮影を開始した位置からAZ-GTiが動いていないと思っているため、正しい値と思われます。(実際にはさらに180度ズレるはずですが、どうも180度以上になると180度を引いた値が表示されていると思われますが、ちょっと不明です。)
  3. その結果、鏡筒は明後日の方向を向きます。同時に、SynScan Proの恒星追尾が自動的にオンになってしまいますが、これは仕様のようです。その結果、SWATの自動追尾と二重で追尾することになるので、星がずれていきます。ここで一旦SWATの自動追尾モードを「DEC」に戻して切ります。
  4. ここでおもむろに、再度SynScan ProのSynMatrix AutoAlign機能を使い、アラインメントし直します。これがかなり強力みたいで、数10度とかのオーダーで全然ずれていても、強制的にきちんとしたアラインメントに戻してくれます。しかも、今回2ポイントでアラインメントして、そのうち2ポイント目が建物の方を指してしまい星が何も写らなかったのですが、1枚目のプレートソルブだけで「完了した」と表示されました。
  5. その後、再びSynScan ProでM45を自動導入すると、かなり真ん中に近いところに導入されました。
  6. ふたたび、AZ-GTiの恒星追尾をオフにして、SWATの追尾モードを「STAR」に切り替えオンにします。
  7. 最終的な画角をSynScan ProやNINAの望遠鏡の矢印ボタンなどで微調整します。
  8. 露光を再開します。

これは大きな収穫でした。AZ-GTiから自動追尾をSWATに受け渡しているのは、SWAgTiで天体を再導入する時に原理的な弱点になります。今回のような子午線反転や、一晩に複数の天体を撮影する場合は、どうしても撮影中断時にアラインメント情報を失ってしまっているのです。これまでは一旦ホームポジションに戻して一から初期アラインメントをするなどして、対処療法的に回避していましたが、このSynMatrix AutoAlign機能を使うことで、いつでもSWAgTiとしてののアラインメント情報を再取得できることになります。


画像処理と結果

風は仕方ないのですが、子午線反転を含めて撮影は極めて安定でした。ShapCapを使い極軸をかなり正確に合わせてあるので、8時間程度の撮影でもドリフト(画像の一方向のずれ)も全く許容範囲内です。NINAでのガイド無しディザーも問題なく適用されています。

画像処理は、これもお気軽SWAgTi定番の、ダーク補正無し、フラット補正無し、バイアス補正無しです。今回、センサー面にホコリが付いてしまっていて、少しリング状の模様が出ましたが、そこまで深刻ではなかったので、淡いところを出しすぎない目立たない範囲での画像処理に抑えました。センサーを綺麗に保つことは、画像処理を楽する上でかなり重要だと再認識しました。センサー面を綺麗に保てないなら、お気軽画像処理は諦めてフラット補正は必須になります。

さて、お楽しみの結果ですが、どうでしょうか?

「M45: プレアデス星団 (和名: すばる)」
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  • 撮影日: 2024年12月2日19時56分-3時38分
  • 撮影場所: 富山県富山市自宅
  • 鏡筒: William Optics RedCat51(f250mm、F4.9)
  • フィルター: なし
  • 赤道儀: SWAgTi (SWAT-350V-spec Premium + AZ-GTi)
  • カメラ: Player One Uranus-C Pro(-10℃)
  • ガイド:  なし
  • 撮影: NINA、Gain 120、露光時間3分 x 127枚 = 381分 = 6時間21分
  • Dark, Flat: なし
  • 画像処理: PixInsight、Photoshop CC

自宅で光害防止フィルター無しでここまで青が出たことに、まずは驚きです。これまで牛岳、数河高原と暗いところに行って撮影したものより、はるかに淡いところまで出ています。刷毛ではいたような模様もよく見えていて、背景の淡いところもそこそこ出ています。

アノテーションです。
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自宅撮影は不利ではないのか?

今回の方が光害は酷いはずなのに、なぜここまで出たのか?少し冷静になって考えてみました。
  • 鏡筒は4年前のTSA120がF7.5で、今回のRedCat51がF4.9なので、今回の方が有利です。でも明るさで高々(7.5/4.9)^2 = 2.3倍です。
  • S/Nは口径もセンサーサイズも関係無いのは前回のアンドロメダの時にも書きましたが、それよりも1ピクセルのサイズが重要で、6Dが1辺6.5μmでUranus-C Proが2.9μmなので明るさ比較で(6.5/2.9)^2 = 5.0倍前回の方が有利。
  • 露光時間は前回4時間15分で、今回6時間21分で、(381/255) = 1.5倍今回の方が有利。
機材としては明るさ比較で5/2.3/1.5 = 1.4倍なので、S/Nだと更にルートで高々1.2倍前回の方が有利なだけで、あまり差がありません。

空の明るさを考えると、
  • 数河高原は天の川が普通に見えるので、6等星は見えるとしましょう。
  • 一方自宅は、北極星はたまに見えない時もありますが、大抵見えます。こと座の形やはくちょう座の形はたまに見えるときがあり、年に1-2回ものすごく透明度のいい日に天の川がうっすら見えるくらいです。普通の日は3等星が見えるくらいと思っていいでしょう。
ざっくり3等分の差があるとすると、1等ぶんで2.5倍明るさが違うので、2.5^3で16倍くらい前回の方が有利になるはずです。スカイノイズの差と考えるとS/Nはやはりルートで効いてきて、√16 = 4倍くらい差が出ます。これは無視できない有意な差で、前回の方が有利で、今回の方が不利ということです。

こう考えると圧倒的に前回の方が有利なのです。この差を覆るものが何かと考えると、画像処理と考えることもできますが、今は私としてはカメラの違いだと考えています。前回まで使っていたEOS 6Dは低ノイズの一眼レフカメラで長らく天体写真に適したカメラとして使われていますが、発売開始が2012年でもう12年も前のことになります。ここを見ると分かりますが、撮影時のISO1600だとダイナミックレンジは11bitを切っています。


一方、最新のCMOSカメラに近いUranus-C Proはここにある通り、HCGでダイナミックレンジは12bit近くになります。


ホットピクセルやアンプグローなど、新しいセンサーではグラフに出てこない有利な点がかなりあるのかと推測できます。というのも、最新カメラに近いASI2400MC Proで青い馬星雲を撮影したときも、ノイズ処理が楽で、データだけでは説明しきれないような有利さがあったと感じました。

分かりやすい例はEOS 6Dで自宅で撮影した青い馬星雲です。光害地の自宅で6Dだと、どうしようもない限界を感じましたが、


牛岳でASI2400MC Proで撮影した青い馬星雲はもう雲泥の差で、もちろん牛岳の空が暗いのはありますが、カメラの根本的な性能差を実感して、この時にはじめてフルサイズ6DをフルサイズCMOSカメラに代えてもいいかと思いました、


結局フルサイズのカラーCMOSカメラはまだ手に入れていないのですが、サイズこそ違えど最新のCMOSカメラはさすがに10年以上前の一眼レフカメラとは一線を画す性能と思って良さそうです。

というか、これくらいしか今回自宅でM45がここまで出る理由が思いつきません。その一方、もちろんセンサーサイズが小さいので解像度は出ないのですが、すばるの大きな模様の変化を見るにはこれでも十分な気がします。drizzleなどを使う手もあるかと思いますが、お気軽撮影とお気軽画像処理も捨て難いので、ここまで出るならもう十分なのかと思っています。


まとめ

自宅で綺麗な青を出すのは、ある意味一つの目標でした。

SCA260のM45のRGBでの拡大撮影である程度出ていたのですが、今回こんなシンプルな機材で、ここまで青がきれいに出るとはあまり予想していませんでした。出にくい青と言っても、M45くらい明るくて、撮影時間さえ十分に確保できてS/Nが取れるなら、無理してあまり暗いところに行かなくてもいいのかもしれません。星を始めた時の「自宅でそこそこ写せたらいいなあ」というのが、やっと実現できてきた気がします。

「そこそこ」の中には、あまり無理をしないでという意味も入っていて、今回のSWAgTiはガイドやダーク、フラット補正を省いたりして簡略化できているので、その意味でも「そこそこ」がやっと本当に実現できてきたのかなと思っています。


まだ画像処理をしてませんが、9月29日、30日と自宅でまゆ星雲を撮影(追記: 10/26に記事化)していました。29日の結果から高度が低くなってしまうとかなり画質が落ちることが分かったので、30日は早めに切り上げて、あまり時間で何かもう1天体撮影できないかと考えていました。

決めたターゲットは秋の大物M45プレアデス星団、すばるです。午前3時頃なので、この季節だとかなり高い位置まで昇ってきています。


余り時間での拡大撮影

残り時間で少し欲張っての撮影なので、多少失敗しても構いません。何か撮れたらラッキーくらいのお気楽撮影です。

M45にした理由ですが、
  • 以前から、すばるの青が自宅でどこまで出るかを試したかったこと。
  • 以前TSA120とフルサイズの6DでM45を撮影したのですが、少し画角が広くて一番迫力のあるハケで描いたような模様が小さくまとまってしまったこと。 
  • 短時間で撮影するので、比較的明るい天体であること。
  • 以前馬頭星雲を拡大して撮ったのですが、大きな星雲の一部を撮るのは意外に面白いこと。
  • 時間がもったいないので、SCA260の設定(カメラの回転角とか)を崩さずにそのまま撮影できること。
などです。


お気楽撮影開始

といっても、天文薄明開始まで1時間位しかありません。カメラ交換などは時間的にきびしいので、モノクロのASI294MM Proのまま。撮影は簡単なRGBで。結局撮影できたのはRGBそれぞれ1枚、4枚、5枚でした。少しでも有利なようにBを最初に撮影しました。Bの最初の1枚はブレてしまったので、結局使用できたのはRGBで1枚、4枚、4枚で合計45分、撮影終了が午前4時15分と、ほぼ天文薄明開始と同じ時間でした。

この撮影の時の週末はかなり天気が良く、片付けは赤道儀の極軸を保ちたかったので、鏡筒だけ外してカバーを被せるだけです。重い赤道儀を片付けなくていいだけでも相当楽です。


画像処理

半分遊び気分なので、多少撮影が失敗していても余り気にならないだろうし、画像処理も簡単に済ませてしまえばいいかと気楽に思っていました。なので画像処理も特にこだわらず、姑息なテクニックもバンバン使います。DeNoiseもok、カラーバランスも自分の好きな色にします。今回の目的は「光害のある自宅撮影で、どこまで背景のモヤモヤが出るか?」です。

撮影時は開始の時のBだけチェックして、あとは寝てしまったので、後からRをストレッチして見てみたら「ギャー」となりました。すごいゴースト?です。
2022-10-01_03-49-23_M 45_R_-10.00C_300.00s_0000

GとBにはそんなものはこれっぽっちも見えないです。
2022-10-01_03-56-49_M 45_G_-10.00C_300.00s_0000

2022-10-01_03-28-59_M 45_B_-10.50C_300.00s_0001

同じBaaderのフィルターなのですが、Rだけ何か違いがあるのでしょうか?不思議です。

でもすばるは青系統が主なので、今回は赤をあまり出さなくてよく、結局はほとんど影響がありませんでした。ちょっと安心ですが、今後明るい輝星を撮るときはRには気をつける必要がありそうです。

画像処理はいつものようにPixInsightでWBPP。ダークは以前のMasterファイルが使えます。フラットはこの後のメンテナンスの直前に一通り取ったものを使います。バイアスは最近のPIでは使わない(ダークに含まれているバイアスを使うというスタンス)ので一手間省けます。ちょっと前のバージョンでは、バイアスを使わない場合でも、バイアスを指定しておかないと文句を言われたり、うまく走らないことがあったのですが、今の最新版では直っているようです。

簡易画像処理のつもりなのでカラーバランスとかも適当です。というか、PCCをかけたのですが、赤のゴーストが目立ってしまい使い物になりませんでした。なのでマニュアルでバランスを取ったというわけです。

あと模様出しをしていて気づいたのですが、背景のモヤモヤってBだけに入っていると思っていました。でも実際は、BよりもGの方が細かい情報を持っているんですね。これは眼から鱗でした。

「M45: プレアデス星団(和名: すばる)」
Image06_PCC3_cut
  • 撮影日: 2022年10月1日3時28分-4時12分
  • 撮影場所: 富山県富山市自宅
  • 鏡筒: SHARP STAR製 SCA260(f1300mm)
  • フィルター: Baader RGB
  • 赤道儀: Celestron CGX-L
  • カメラ: ZWO ASI294MM 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、Gain 120、露光時間5分、R: 1枚、G: 4枚、B: 4枚の計9枚で総露光時間45分
  • Dark: Gain 120、露光時間5分、温度-10℃、32枚
  • Flat, Darkflat: Gain120、露光時間 RGB:0.01秒、128枚
  • 画像処理: PixInsight、Photoshop CC

できた画像を見てみると、光常線が一部二重になっているところがあります。これは撮影時に光軸がずれていたことが原因で、この後に前回の記事に書いたSCA260のメンテナンスをすることになったというわけです。

実は今回、画像処理だけで3回繰り返しています。1度目は本当に気楽に、WBPP後、STFでオートストレッチしただけでPhotoshopに渡し、適当にあぶり出しただけ。
Image04_ABE

その際に背景が結構出ることがわかり、恒星も含めてもう少し真面目に2度目の画像処理しました。でも画面の下の方に衛星の軌跡がどうしても残ってしまいました。3度目の画像処理は衛星の後が走った1枚を除いて一から画像処理をしたのですが、2度目の処理にどうしても及びませんでした。結局、2度目の画像処理でできた画像を少しトリミングしてそれを採用としました。背景を出すことを第一に考えていたので、姑息な手段も多用していて再現性がなかったことが原因です。はい、全然褒められた話ではないです...。


短時間拡大撮影の面白さ

ここからが本題なのですが、今回のこの短時間での拡大撮影、当初のお気楽気分にもかかわらず、意外なほど面白かったわけです。
  • 最初のポイントは、短時間でお気楽撮影なこと。今回の機材は口径260mmと大層なものですが、何かの撮影の余った時間のついでなので、やっぱり気楽なわけです。しかも短時間だから対象数を増やせます。
  • 当然、淡い天体は難しいでしょう。今回M45と明るい天体なので成り立ったのかと思われます。それでもすばるの青が自宅でここまで出るとは思っていませんでした。嬉しい誤算です。
  • 長焦点鏡筒で、大きい天体の一部を切り取るというのもポイントです。ちょっと見慣れない構図になりますし、面白い部分の強調にもなります。一番いいところを狙えるので迫力が出ます。
  • 突き詰めた撮影ではないので、画像処理も気楽にできます。短時間でノイジーなので、強力なノイズ処理ツールを使わざるえなくて、かえって諦めがついて罪悪感もなくなります。同様に、例えば今回はモヤモヤを出したいという目的があるので、他のこと(例えばカラーバランスなど)をあえて気にしないでサクサク進めることができます。
出来上がった画像を見ても分かるように、アラもたくさんあることは重々承知の上ですが、楽しい方を優先させてみました。今回は拡大撮影という位置付けですが、これをモザイク撮影とかに拡張しても楽しいかもしれません。モザイク撮影だとアラは目立たなくなる方向なので、さらに大胆なことができるかもです。


まとめ

今回の短時間拡大撮影、天体写真としてはかなり邪道になるのかもしれませんが、そこは短時間撮影の範疇でできることをというスタンスで、割り切ってしまっています。

そもそもの天体撮影を始めた目的が、気楽にそこそこ撮れればいいなということだったので、この方法はある意味当初の目的に最も合っているのかもしれません。究極的なものを求める修羅の道も楽しみ方の一つですが、私的には今回のお気楽撮影もかなり楽しめる方法です。特に今回はモヤモヤを出すのがかなり楽しかったです。

機会があれば、真面目な撮影の合間とかにでも、また試したいと思います。(追記: 10/20(木)の夜に薔薇星雲中心部で試しました。また記事にします。)


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