デジタル一眼 天体写真入門
撮影〜画像処理の流れ

撮影のタイミングと場所

天体写真を撮影するタイミングと場所は、よく考えて決めましょう。

天の川が見えるほど暗い空で撮影するのが理想的ですが、そのような場所は山の中などに限られ、移動に時間がかかることになります。

撮影に慣れていない初めのうちは、4等星が見える程度の空でもじゅうぶん撮影できますので、まずは自宅の近くで練習を積むことをおすすめします。以下はそれを踏まえた撮影のタイミングと場所選びです。

光を避けて日程や場所を検討

街灯や往来する車のライトなどの明かりの影響ができるだけ少ない場所を選びます。

できれば月明かりを避けましょう。新月に近い日か、上弦の月のころでは月が沈んだ後の夜半、下弦のころなら月が昇る前がチャンスです。

低空は地上の光や、大気による減光の影響が大きいため、目的の天体の地平高度がなるべく高くなる時を狙って撮影します。

風のない、からっと晴れた日が狙い目

晴れていて空がクリアな日が好条件です。空全体に雲がかかっていたり、霞んでいる時を避けます。四季の中では、空気が澄んでいる日が多い冬がおすすめです。また、風が強いと望遠鏡がゆれて星の追尾が乱れるので、風の強い日は避けた方が良いでしょう。局地的な天気予報で、時間ごとの天気を確認して天候の状態を把握しておきましょう。

望遠鏡が置ける安定した場所を確保

砂利や砂地に望遠鏡を設置すると撮影中に沈み込んだり、望遠鏡に触れて動いてしまったりすることがあります。アスファルト、または固い土といった安定した場所を探して設置しましょう。

人気のない道路と思っていても、ふいに車がやってくることがあります。道路上での撮影は避けましょう。

安全上の注意・マナー

ちょっとの間は大丈夫と思っても、長時間過ごす屋外は意外に厳しいもの。冬はもちろん、夏でも山間部ではじゅうぶん防寒の準備をして臨みましょう。保温ポットに温かい飲み物を入れておくのもおすすめです。

周囲の人々に不安を与えないような配慮も必要です。夜中に騒音を出さないよう注意しましょう。また、望遠鏡を住居の方へ向けることは避けましょう。

撮影の流れ

1. 機材組み立て

機材をすべて組み立て、ケーブルを接続します。

2. 機器の立ち上げ

赤道儀、カメラなどの電源を入れます。

PCを起動して「ステラショット」を立ち上げます。起動したら赤道儀、カメラなどを接続するボタンをクリックします。

3. 赤道儀の極軸合わせ

赤道儀の極軸望遠鏡を使って極軸を天の北極に合わせます。この作業で赤道儀の極軸が地球の自転軸と平行になるため、赤経モーターを恒星時駆動することで恒星を追尾できるようになります。

赤道儀に付属する極軸望遠鏡(北極星の位置から極軸を合わせる装置)には、2つタイプがあります。

  • 星座早見タイプ:目盛で日時や経度を合わせて、覗いたスコープの中の一定の位置に北極星が来るように合わせます。
  • パターン固定タイプ:覗いたスコープの中には目盛しかないので、計算で求めた位置に北極星を合わせます。ステラショットの「極軸パターン」機能を使えば、「パターン固定タイプ」でどの位置に北極星を合わせればよいかを計算して表示できます(星座早見タイプの場合はこの機能は使いません)。
極軸合わせ

極軸合わせ

4. 望遠鏡を初期姿勢に向ける

手作業で所定の方向(初期姿勢)に望遠鏡を向けます。この初期姿勢はメーカーや機種ごとに異なります。たとえば、ビクセン製機種の場合は西の水平線、タカハシ製機種の場合は天頂方向、などです。

タカハシ製の赤道儀では、ステラショットの[望遠鏡]パネルの「設定」で、鏡筒の向きによって東側(テレスコープイースト)か西側(テレスコープウエスト)を指定して、「天頂」ボタンを押します。

初期姿勢の例

赤道儀のメーカーごとに決まった初期姿勢にする。画像クリックで詳細へ(参考:ステラショット製品ページ「はじめてのステラショット」)

5. ピント合わせ

まずは1等星を導入します。導入ができたら露出5秒、ISO感度は最高感度、画質をJPEGにして撮影します。撮影された画像にその1等星が写っていなくても構いません。「導入補正」ボタンをクリックして「導入した天体を中央」を選ぶと、画像を解析して導入しようとした天体が中央になるように自動的に調整します。ここでもう一度撮影して、目的の天体が中央になっていることを確認します。次は「ライブビュー」画面に切り替えて、1等星をクリックして拡大率と明るさを最大にします。ここで、望遠鏡にバーティノフマスクを取り付けます。するとライブビューに写っている星に片側3本ずつのひげが現れます。このひげの間隔が均等になるようにピントを調整します。

バーティノフマスクでのピント合わせ

バーティノフマスクでのピント合わせ

6. 撮影する天体を導入

星図画面で天体をクリックして、撮影したい天体を導入します。天体の指定は、[導入]パネルのボタンでも行うことができます。

  • 「天体検索」ボタン:天体の名前で検索
  • 「おすすめ」ボタン:現在見えるおすすめ天体のリストから選ぶ
  • 「赤経・赤緯」ボタン:天体の赤道座標で指定

彗星などの移動天体はインターネット経由で最新データを取得して、星図上または天体検索などで導入対象に指定できます。

7. 導入補正

目的の天体が導入できたら、露出5秒、ISO感度は最高感度、画質をJPEGにして撮影します。この時点で、次回のピント合わせや導入補正のために、設定を「プリセット」に保存しておくと便利です。

撮影した天体が画像の中央からずれていたら、導入補正で視野を修正します。また、M81・M82などのように複数の天体が並んでいる場合は、中央にしたいところをクリックして中心設定ができます。

導入補正

撮影した画像が表示されたら、下部に並んだボタンから「導入補正」ボタンで導入補正を開始

8. 仮撮影で露出時間を決定

本撮影の前に露出時間を決めます。露出は15秒、30秒、60秒のように3段階程度、ISO感度は最高感度の半分、画質はJPEGで撮影します。1枚ずつ手動でも撮影できますが、「自動撮影」機能を使ってまとめて撮影することもできます。

9. 画像をチェック

撮影が終わったら、画像をチェックします。

  1. 「再生」画面にして、ヒストグラムを表示します。
  2. ヒストグラムの山が、左から4分の1から3分の1あたりにあるのが適正露出で、それ以上右側になると露出オーバーの状態です。空が明るいほど露出できる時間は短くなります。またノータッチガイドをするため、ガイドが流れていないかも確認しておきます。露出できる時間は、「ヒストグラムで確認した適正露出」と「ガイドが流れない時間」を比較して短い方になります。
  3. 露出時間が決まったら、ここで決めた露出時間、ISO感度は最高感度の半分、画質は「RAW+JPEG」で撮影をします。ここで大事なのはRAWで撮影することです。「プリセット」に設定して、呼び出せるようにしておくと本撮影でのミスを防ぐことができます。
ヒストグラム

ヒストグラムの山で適正露出を確認

10. 本撮影

総露出時間が10分以上になるように枚数を設定して撮影を開始します。

追尾の誤差や風などによってガイドエラーが起こることがありますので、何枚か多めに撮影しておくとよいでしょう。

JPEGとRAW

JPEGとRAWの一番の違いは、階調の多さです。JPEGでは256階調しか表現できませんが、RAWではその16倍以上の階調を記録することができます。天体のように非常に淡いものを表現する際には、この階調差が決定的になります。

11. ダークフレームを撮影

「ダークフレーム」(ダーク画像)は後で画像処理を行うときに必要になります。「ダークフレーム」とは、望遠鏡にふた(キャップ)をして撮影した「何も写っていない」画像です。何も写っていないのですが、カメラのノイズだけは記録されます。これを本撮影の画像から差し引くことでノイズを低減します。ダークフレームに対して本撮影画像を「ライトフレーム」(ライト画像)といいます。

ダークフレームに写るダークノイズはカメラ内部の温度によって増減しますので、本来は本撮影毎に撮影しておきたいのですが、気温の変化が数度以内であれば良しとして撮影機会ごとの撮影でも構いません。

本撮影と同じ露出時間、ISO感度、画質に設定して、枚数はライトフレームの4分の1を目安に撮影します。

画像処理の流れ

撮影した画像を、天体画像処理ソフト「ステライメージ」を使って仕上げてみましょう。ステライメージは、天体用に特化した画像処理ソフトウェアです。

1. コンポジット

ステライメージを起動します。「自動処理モード」か「詳細編集モード」を選択する画面が表示されますので、ここでは「自動処理モード」を選びます。

[コンポジットパネル]の画面で、次の2種類のファイルをそれぞれ指定します。

  1. ステラショットで撮影したオリオン座大星雲の「ライトフレーム」
  2. 望遠鏡にふたをして写した「ダークフレーム」
コンポジットパネル

[コンポジットパネル]でライトフレームとダークフレームを指定
いくつかの項目を設定して「実行」ボタンを押すだけで基本的な処理が完了する

コンポジットの設定を行います。「色調整」オン、「自動位置合わせ」オンの設定で、撮影中に生じた視野のずれを合わせて、適度な色合いになります。ガイド状態で判別して、星像が伸びた画像を除外することもできます。

「実行」ボタンで自動コンポジット処理を実行し、処理が終わるとコンポジット結果の画像が表示されます。これで基本的な処理は完了です。

コンポジットによって天体像が滑らかになってスカイ(背景)のノイズが減り、1枚画像と比べてSN比がとても向上することがわかります。ダーク処理によってもノイズが低減します。

多数枚コンポジットと単独画像の比較

多数枚コンポジットした画像(左)と単独画像(右)。ノイズが減っているのがわかる

2. 画像調整

コンポジットが終わったら、[画像調整パネル]に切り替えて調整をします。

  • 「シャドウ」で背景の明るさを調整します。背景は真っ黒はでなく、ほのかに明るいのが理想的です。
  • 「ハイライト」を調整して、一番明るい部分の明るさを調整します。
  • 「中間調」で淡い部分の明るさを調整します。
  • 「白飛び」で、ハイライトで白く飛んでしまったところの白飛びを抑えます。
画像調整パネル

コンポジット結果の画像を[画像調整パネル]で好み通りに味付け
元画像(左)と調整後の画像(右)を見比べることが可能

3. 保存

ここまでの処理が終わったら保存しておきます。この時点で256段階よりずっと多い階調が含まれていますので、8ビット(256段階)のJPEG形式では、画像のすべての情報を保存することができません。そこでFITSという天体画像用の形式で保存します。SNSなどで公開する場合は、さらにJPEG形式やPNG形式でも保存しておきます。

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