SWAT + AZ-GTi = SWgTi (スワッティ, gは発音せず)の開発の過程のまとめです。



アイデアが出てから、実際の撮影に至るまでです。ディザーに挑戦しましたが、この時はまだ成功しませんでした。








プレートソルブなど、SWAgTiに付随する機能のテストです。








2023年の初期開発からおよそ1年経って、やっとディザー撮影に成功し、縞ノイズの回避に成功しました。しかも、オートガイドなしという手軽さは保っています。









オートガイドなしでも十分精度が出るSWAgTiの気軽な特徴を活かし、撮影が進みます。











Unitecさんのご好意で、星まつりで紹介させていただきました。

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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。



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。



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。






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。



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。



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？


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。



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。

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前回までの紫金山アトラス彗星もやっと落ち着きましたが、その後は天気がずっと悪かったり、忙しかったり、イマイチ盛り上がらなかったりで、ブログ記事はしばらく休んでいて、少しのんびり画像処理を進めていました。今回は10月にSWAgTiで撮影したM31アンドロメダ銀河についてです。



10月12日、昨日の馬頭星雲の撮影に引き続き、まだ天気が良さそうだったのでそのままのセットアップで撮影続行です。昼間は置きっぱなましだったので、極軸を取り直さなくていいので楽でした。

この日はアンドロメダ銀河狙いです。実はこの日は2セット出していて、RedCat51+ASI294MC Pro+SWAgTiでカラー、ε130D+ASI6200MM Pro+CGEM IIでHαで、後で合成する予定ですが、まずは今回は簡単なカラー画像のみの処理までです。

アンドロメダ銀河は結構大きいので、SWAgTi撮影の方の画角を少し広げたくて、カメラをこれまでの1/1.2インチのUranus-C Proからフォーサーズの上記ASI294MC Proに変更しました。あと、銀河なので、これまで入っていた2インチのDBPを外して、同じく2インチのUV/IRカットに変更しました。

SWAgTiを含む架台側のセットアップはそのままでよかったのですが、鏡筒の方を色々いじっていたら結構時間が経っていて、月が沈む0時過ぎをとっくに超えてしまい、撮影開始は午前1時過ぎになってしまいました。


撮影ソフトはNINAで、ガイドなしでディザーありのSWAgTi特有の「お気楽、でも縞ノイズは出ないよ」撮影になります。撮影時のミスを避けるなどを考えると、SharpCapよりもNINAの方が圧倒的に気を遣わなくて楽で、SWAgTiではこの「NINA、ガイドなし、ディザーあり」がほぼデフォルトになってきました。

RedCat51にASI294MC Proを付けての初撮影だったので露光時間を少し迷いましたが、とりあえず1枚あたり3分としました。3分露光だと、250mmくらいの焦点距離でも、普通の赤道儀ではピリオディックモーションが避けきれなくて採択率が下がってしまうおそれがあります。ここはSWAT350 V-SPEC Premiumの高精度追尾のおかげで普通に100%の採択率を目指すことができます。

ゲインはHCGがオンになる120一択です。HCGのおかげで13stopsくらいのダイナミックレンジを取ることができます。stopsはbitと同じで、2の13乗 = 8192階調で輝度を表すことができるということです。

ゲイン120一択と言いましたが、選択できるゲインは露光時間と密接な関係があります。もし高精度追尾が無ければ、露光時間を十分に伸ばすことができないので、対象天体の淡いところを出そうとすると、その分ゲインを上げなくてはいけません。ゲインを上げることで淡いところの輝度を読み出しノイズより大きくして撮影する必要があるからです。ゲインというのは、「露光時間を延ばせない環境下において、淡い部分を読み出しノイズ以上に持ち上げてダイナミックレンジ内に入れる」という、非常に便利な機能であると考えることもできます。その一方、ゲインを高くすると、当然「ダイナミックレンジを犠牲にしてしまう」ので、恒星などが飽和する可能性が高くなってしまいます。

このように考えると、SWAT350 V-SPEC Premiumの高精度追尾は単にガイド無しで1枚あたりの露光時間が延ばせるだけでなく、「最適なゲインを選ぶ選択肢を持てる」ということが利点の一つになるのかと思います。ただし単に1枚あたりの露光時間だけ伸ばすことができても、トータルで長時間露光を目指すと縞ノイズがどうしてもついて回るので、SWAgTi特有のガイド無しディザーで縞ノイズを避けるというわけです。改めて考えてみても、SWAgTiはかなり理にかなっているのかと思います。

さて、こんなSWAgTiですが、撮影が一旦始まってえば、あとは基本放置で楽なものです。今回の撮影は0時46分スタートで、午前5時1分終了でした。といっても、自宅なので寝ていただけで、後でチェックしたら天文薄明開始の午前4時半頃からあきらかに明るくなっているのでカット。それ以外で省いたものは合計7枚で、7枚のうち4枚は人工衛星がかなり明るく写っていたので、Integration時のsigma clippingなどで綺麗に取り除けない可能性を考えて除きました。残り3枚は連続していて、どれも赤径方向の星像のジャンプで、特にそのうちの1枚はかなり大きなジャンプでした。原因は不明ですが、機材トラブル、風、地震、周りに車や人がいたなどの可能性が考えられます。結局使えたのは全80枚のうち64枚で合計3時間12分です。あえて除いた天文薄明と人工衛星を無視すると67枚のうち64枚なので、96%程度の採択率が今回のSWAgTiの実力と言っていいでしょうか。



下は、3時間12分の画像をPixInsightでスタックまでしてオートストレッチだけの画像です。色などは何もいじっていません。例の如く、お気軽撮影を目指しているので、ダーク補正もフラット補正もバイアス補正も無しです。


まず心配だったのは、ダーク補正をしないことによるIMX294センサー特有のアンプグローです。実際に右上に少しだけ明るい部分が見えていますが、高々この程度です。これを消すためにダークフレームを撮影して、ダーク補正するという手間をかけて、かつダークカレント起因のダークノイズを増やしてしまうことを考えると、ASI294MC Proでもダーク補正をあえてする必要もないかと思います。

1/1.2インチのUranus-C ProよりもフォーサーズのASI294MC Proの方がセンサー面積が大きくなったので、周辺減光も少し心配でした。フラットフレームを撮影していないので、かなり大雑把な見積もりですが、ABEの2次と4次で補正した時のbackground画像の輝度から推測するに、最大でも4%程でした。この程度なら、ホコリなどの局所的な欠損さえ無ければ、光学的なフラット補正はなくても十分なのかと思います。

繰り返しになりますが、上の画像はスタック直後にオートストレッチだけしたもので、彩度アップなどの色調も何もいじっていないです。それでも星の色も分かりますし、M31本体の色もある程度出ています。簡単セットアップで、3時間放っておくだけで、スタック以外特に画像処理もせずにこれだけの画像が撮れるなら、SWAgTiでのこのセットアップはかなりすごいのかと思います。

次が、PixInsightでABEの4次、SPCC、BXT、MaskedStrerch、NXTをかけたものです。次のPhotoshopでの処理のために、輝度は少し抑えています。


こちらも色調整はSPCCのみで、あえて彩度はいじっていませんが、更に色がはっきりしてきています。



もう上の画像でも十分かと思いますが、最後にPhotoshopに持っていって、少しだけ仕上げします。

仕上げはかなり迷いました。アンドロメダ銀河の色って、人によって本当に千差万別ですね。AstrobinのM31で検索した結果を見ると何が標準か全くわからなくなります。派手なものは真ん中が金色に輝いていて、端の方はかなり青に寄っています。地味なのは全体に緑色っぽいものでしょうか。上の画像だとかなり地味な色居合いになります。緑の代わりに黒と白でモノクロっぽくして、あえて赤ポチを目出させているようなカッコイイものもあります。

前回のM31の撮影は4年前の2020年でFC-76とEOS 6Dを使っています。


4年前の時も4年ぶりの撮影とか言っているので、4年枚にメジャー天体を撮影し直すようなペースになっているということでしょうか。6Dのカラー撮影で赤ポチを少しでも表現しようとするような無理をしている感じで、かなり派手目な色使いになっています。今回はHαは別撮りのものがあるので、ここでは比較的シンプルな銀河っぽい感じにしてみました。


銀河のシンプルさに比べて、恒星の色をある程度出しました。上にある明るい青い恒星と、散りばめられたオレンジの恒星のおかげで、寂しさはあまり感じられないと思います。

銀河中心が飽和しないように、また腕の構造がある程度はっきり出るようにしてみました。色は私の中ではかなりおとなしめですが、これはのちの赤ポチで派手になることも見越して少し抑えています。


恒例のアノテーションです。周りにすごい数の銀河があることがわかります。

PGCを無くしたこっちの方がシンプルでいいでしょうか？でもちょっと寂しぎですかね？



ちなみに4年前の画像を再掲載しておきます。

今回のものと比較してみると、やはり見た目が全然派手です。あと、私はもともと恒星の処理が苦手で、この頃はまだStarNetで恒星分離ができ始めた頃で試行錯誤をしている最中で、今見るとかなり酷いです。さらに今回はBXTも使えるので、恒星に関しては進歩があったのかと思います。

機材でいうと、口径は76mmから51mmに減っていますが、F値では8から4.9になっているので、単位面積あたりの光子数が多くなっていて、今回の方が有利になります。画角はほぼ同じ(微妙に今回の方が広角)なので、その分センサー全体の大きさは違いますが、S/Nは単位面積あたりの光子数で決まるので、S/N比較ではあまり関係ないです。S/Nはピクセルサイズと密接に関係があり、6Dの6.5μmとASI294MCの4.6μmなので、信号が1ピクセルの面積に比例し、1ピクセルあたりの読み出しノイズは同じと仮定して、その他ノイズを無視してS/Nを考えると、計算上では(8/4.9) / (6.5/4.6) = 1.15とほとんど差は無くなってしまいます。

仮にトータル露光時間が同じとすると、信号Sが1.15^2倍前回の方が今回大きく、ノイズNが1.15倍だけ今回増えるので、S/Nは前回よりも今回の方が1.15倍いいことになるということで、機材としては今回の方が有利ということです。その代わりに分解能が前回の5472×3648から、今回は4144×2822と悪くなっています。S/Nをとるか、分解能を取るかですが、それぞれ別個のパラメータで、このように数値的に比較ができるものなので、画像と合わせてどちらをとるか考えればいいのかと思います。

実際には前回の露光時間が4時間35分で、今回が3時間12分なので、Sqrt(275/192)=1.20となり前回の方が有利なので、先の1.15倍と相殺してS/Nはほぼ同じと思っていいでしょう。分解能は6Dの方がいいので、機材と撮影条件では前回の方が良かったということになります。

それでも見かけでは今回の方がかなり良く見えるのかと思いますが、この違いは鏡筒自身の性能の差、さらにはカメラ自身の性能の差、あとは主に画像処理によるものかと思います。画像処理はBXTなどの分解能をソフト的に上げる効果もあるので、そこら辺も効いているのかと思います。



4年ぶりのアンドロメダ銀河の撮影でしたが、機材はSWAgTiのおかげもあり鏡筒と合わせて軽くシンプルになり、撮影もガイドなしでかなり楽でした。ある意味、ここが一番大きな進化だと思います。実際の仕上がりの差はすでに出ていますが、L画像を別途撮影してさらに分解能を増すという手もあるかと思います。

SWAgTiは私の環境ではサブの標準機材としての位置を完全に確立しました。手軽だけれど信頼度は十分です。最近はずっと天気が悪いのですが、冬の星座も出てきているので、天気がいい機会があればパッと出して貪欲に狙っていきたいと思います。




昨日の土曜日、午前中に金沢で用事があったので、午後から21世紀美術館に行って、金沢星の会の70周年記念の展示会に顔を出してきました。


たまたま私の顔に気づいたNさんが声をかけてきてくださって、いろいろ案内してもらえました。今回70枚展示したとのことですが、70周年で70枚で、狙っていたわけではないですが圧巻でした。というのも、21世紀美術館は北陸では随一の規模を誇る美術館で、集客量もすごくて、今回訪れている間もひっきりなしにお客さんが訪れています。来ている方は星好きというよりは、ごく一般の方がほとんどのような印象でした。このような大きな場所での展示会はかなりインパクトがあり、参考にできるところが数多くありました。準備などもかなり大変だったと想像しますが、それだけの価値があるものだと思います。

展示は星景、季節ごとのDSO、太陽、月、惑星、彗星など多岐に渡り、奥の部屋ではタイムラプス映像を常時流していました。その部屋にも壁に写真が飾られていて、テーマは「能登の天体写真」ということです。今年初めの能登半島地震からの復興を意識しているのかと思います。これも全国から観光に訪れる金沢で、代表的な観光スポットにもなっている21世紀美術館で展示会を開くことが、意義に繋がっているのだと思いました。

天体写真は会員の方達の個性がとても出ていて、撮影者の名前を見ていると、この人はこんな傾向だとか、この人はこんな色使いが好きなんだなとか、いろいろ楽しむことができました。今回の記事と同じアンドロメダ銀河も大きなパネルに引き伸ばして飾ってあり、とても綺麗でした。ちょうど会場にアンドロメダ銀河を撮影した方が来ていたので、話をすることができましたが、ε160と6Dで撮影したとのことで、自分の環境と比較できるので面白かったです。

自分が所属する富山県天文学会も長い歴史があるので、今後何十周年とかなる時には、今回の展示会を参考にできればと思いました。

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先週から体調がかなり悪くて、週末の小海の星フェスは泣く泣く諦めました。2日とも天気が良かったようで、Xの投稿を見ながら楽しそうでいいなあと思いつつ、体力が持ちそうにないことはわかっていたので、自宅で大人しくしていました。自宅の富山でも天気は良くて、月が出ていない時間も長く透明度も良かったのですが、夜に撮影どころか起きている元気もなくて、かなり悔しい思いをしていました。

時間だけはあったので、やっと彗星画像の処理に取り掛かれました。撮影日はもうだいぶ前の10月20日になります。


3つも機材を展開してパニックに近かったのですが、タイムラプス映像はすでに処理済みです。



今回は、3つの機材のうちの2つ目、RedCat51に、最近手に入れた2台目の6Dを取り付けて撮影した画像の処理になります。30秒露光で使えるものは47枚ありました。総露光時間は23分半になって、ネオワイズ彗星の時が80秒と8分だったので、そこから見ても長くなっています。

その一方、撮影時間が長い分だけあって、恒星に対する彗星の移動が無視できないため、これまでのように恒星合わせでスタックすると、どうしても彗星がずれてしまいます。試しにWBPPしてみます。画像処理には、ダーク、フラット、フラットダークと後日別途撮影ファイルも使います。


核を見てみると、彗星が25分程度の間に移動していく様子がよくわかります。でもこれだと彗星の正確な形がわからないので、彗星のみ別途処理する必要があります。でもその前に、とりあえずここで作った画像をStarNetで、恒星画像を分離して保存しておきます。後で彗星画像と合成するために使うことになります。

彗星核の位置を合わせるようにスタックするのは、PixInsightのCometAlignmentで簡単にできます。その代わりに当然ですが、恒星が流れてしまいます。
こうやってみると、30分クラスの撮影になるとかなりずれるのがよくわかります。

恒星をここから消すのは、ちょっとめんどくさくて、少なくとも上記の星が流れている画像でStarNetは全くうまくいきませんでした。しかたないので、一枚一枚のRAW画像にImageContainerを使ってStarNetを適用します。StarNetは1枚処理するのにもそこそこ時間がかかるので、47枚だと2時間くらいを要しました。

その後は再びCometAlignmentで核の位置を認識して重ね合わせますが、ここからが大変でした。星消し画像を彗星基準で重ねると、星を消した跡が軌跡となって残ってしまうのです。言うなれば一方向に流れた時に出る縞ノイズのようなものなので、途中ディザリングをすればよかったのかもしれません。

その後、ダーク補正なしとか、フラット補正なしとか、フラットダーク補正なしのフラット補正だけとか、色々試しましたがどれも残った軌跡をうまく消すことはできませんでした。少しネットで調べると、niwaさんの記事にIntegration時にCombinationをAverageからMedianに変更するといいとありました。そうするとrejectionで明るいところを弾けるとのことで、いくつかパラメータを試して、今回はhigh側を0.5σまで落としました。

この原理は、以前PixInsightを使い始めた頃にM33を処理して、縞ノイズを回避しようと試みたことに似ています。あの時はクールピクセルをCombinationをMaximumにすることで回避できました。当時は理由がはっきりわからなかったのですが、今ならはっきりと理由がわかります。縞ノイズは一旦発生すると相当厄介なので、Integrataionのオプションで多少は改善できることは、覚えておいてもいいのかと思います。

ただ、今回の0.5σというかなりきついhighリジェクションでも、まだ星の軌跡は少し残るのですが、テイルを除去しないためにはここら辺がもう限界でしょう。

ここでできた背景画像をPhotoshopに渡して、先に作った恒星画像を合成し、画像処理を進めたものが以下になります。淡い尾の構造を見たかったので、背景はABEを使いかなり平坦化しています。淡いところを強調したので、まだ星の軌跡は少し出てきてしまうのですが、上の画像から見たらかなりマシなので、まあよしとします。


淡い尾が画面いっぱいまで広がってます。この画像の画角は横幅約8度に相当します。それ以上には余裕でありそうなので、まだこの時期だと少なくとも10度程度には広がっていたことがわかります。

10月14日の彗星にはかなり鋭い中心線となっていたネックライン構造ですが、20日のこの画像では鋭さはだいぶなくなっていて、明るいところも中心からずれています。視野方向が軌道面から少しずれてきたということなのでしょうか。

テイル部分は濃いところと薄い所で段になっているのがわかります。濃いところがイオインテイルに相当するのでしょうか？今回は軌道にかなり平行になっているからでしょうか、テイルもまっすぐで、前回見たネオワイズ彗星のように弧を描くようなテイルにはならないみたいです。

この画像は、これまでのネオワイズ彗星の画像に変わって、スマホの背景にしようと思っています。



後半の処理は、同じ画像から核の部分を拡大して、ここにLarson-Sekanina フィルターを適用してみました。

これは、3つ目のセットアップのSCA260とASI29MCでの核の部分の拡大撮影の練習になります。ただし、このSCA260の画像、改造でシュミットに送り返してから何も調整せずに、しかも天板のプレートを自分で少し付け替えてしまっていて、現場で見ていると星像がかなり肥大化してしまっていました。もしかしたら解像度があまり出なくて、核の拡大画像としては使い物にならないかもしれません。

さて、上で作った恒星と背景画像をPixInsightの PixelMathで合成し、ここにPixInsightに標準で搭載されているLarson-Sekanina フィルターを適用してみます。Larson-SekaninaフィルターはRotation Gradientという名前でSirilにも搭載されているようなので、無料ソフト環境でも使うことができるようです。興味がある方は試してみるといいかもしれません。今回の画像のように、拡大するとかなり粗い画像でも結構面白い結果が得られます。

Larson-Sekaninaフィルターは彗星の核の周りの角度方向の輝度の違いなどを見やすくするために、以前からよく使われているとのことですが、数学的には特に難しいことをしているわけではありません。簡単にいうと、古文書の画像解析で文字をずらして見やすくするようなイメージでしょうか？ちょうどこの間の探偵ナイトスクープの西田局長の追悼回で、古いハガキのかすれた文書を読むのに使われれたので、見た方も多いかと思いますが、あの文字ずらしを極座標系でやっているようなものです。

具体的には、例えばPixInsightの場合には、中心を核の座標に指定し、距離と回転角でどれだけずらすかを、ピクセル単位と度単位で指定するだけです。Larson-Sekaninaフィルターの元の式を見るとわかりますが、距離はマイナス方向だけに、角度はプラスとマイナスの両方向に変化させています。距離がマイナスだけなのはプラスに動かすと、中心に空いたところに何を埋めればいいのかわからないからでしょう。このフィルターは1984年のかなり昔に提唱されたものなので、今ならアイデア次第でもっと複雑な変換を試してもいいのかもしれません。PythonやMatlabなどで画像を直接解析できるなら、実装もそれほど難しくはないでしょう。

PixInsightに搭載されているLarson-Sekaninaフィルターには、距離と角度の他に、もう一つamountというパラメータがあります。これが何を意味するのかよくわからないのですが、結果にはかなり大きく効きました。今回は距離: 2.5pixel、角度: 5度、amount: 0.05で、意味のありそうな構造が出てきました。

下が結果になります。見えやすいように輝度を反転しています。くるっと回っているような模様が見えると思います。


ですが、ここから何か意味を引き出そうとすると、とたんに難しくなります。そもそもLarson-Sekaninaフィルターの意義は「見やすくする」というものなので、そこから意味を引き出すのは別の話になります。意味を引き出すには、彗星がどういうものなのか、もっと知る必要がありそうです。今後の課題とします。



彗星の画像処理はあまり慣れていないので、なかなか思うように進みませんが、やっとゴールが見え始めてきました。今回の紫金山アトラス彗星は、ネオワイズ彗星以来の大彗星で、そもそもやっと長時間での撮影ができたくらいです。Larson-Sekaninaフィルターもやっと試すことができたくらいです。

星を始めて8年半になりますが、これまで大彗星と呼ぶにふさわしいものはネオワイズを含めて2つだけです。ということはざっくり4年に1回というペースなのでしょうか。Wikipediaで大彗星で調べてみると、ネオワイズ彗星も紫金山アトラス彗星も大彗星に含めて、ここ50年ではわずか7つなので、実際には4年に1回よりは長そうで、むしろ4年に1度見えているのはラッキーなのかもしれません。

ネオワイズ彗星の時から考えてみても、今回は色々な進化がありました。次の大彗星ではどんな手法で撮影や画像処理を進めることができるのか、かなり楽しみです。

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