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梅雨明け!

【追記 2021/7/21】
画像にもう一手、処理を加えてみました。記事末尾をご覧ください。


6月14日に梅雨入りしてから約1か月、関東地方は7月16日に梅雨明けとなりました。今年の梅雨はかなり本格的で、期間中は星などほとんど見えなかったのですが、梅雨明け後初の土曜日、17日の夜はWindyによれば快晴の予報。月は夜半前に沈みますし、天文薄明開始は2時55分なのでそこそこ撮影時間は取れそうです。そこで、晩御飯終了後、いつもの公園に出撃してきました。


撮影候補は、北アメリカ星雲&ペリカン星雲、はくちょう座γ星サドル付近、らせん状星雲といったあたり。一応、雲が出ていた場合に被写体を切り替えられるよう、鏡筒はミニボーグ55FL+レデューサー0.8×DGQ55とED103S+SDフラットナーHDの両方を持参しました。しかし、公園についてみると雲ひとつない快晴。そこで、今まで撮ったことのない対象ということで、はくちょう座γ星サドル付近の散光星雲を狙ってみることにしました。


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機材を広げて撮影態勢に移ったのが23時過ぎ。この時間帯だとまだ西の空に月が残っているので、Hαのナローバンド撮影から先に始めました。相手は純然たる散光星雲なので、NebulaBooster NB1フィルターで撮影したカラー画像にHαナローバンド画像をブレンドする計画です。


この夜は緩い南風がありながらも、温度、湿度ともそれほど高くなく実に快適。大気の透明度もこの季節にしては高く、「いい写真が撮れるぞ、これは……」と期待していたのですが……


多摩地区にお住いの星屑 BBさんから不穏なツイートが。


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西の地平線近くを確認してみると、たしかに雲が沸いています。


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しかし一方で、ひまわり8号の赤外線画像では何も見えず。意外と薄いんでしょうか……?


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ところが、0時半を過ぎるとこちらでも雲が沸き始めてきました。南風に乗って、ちぎれ雲が南から北へと高速で動いてきます。雲自体の厚さはそれほどでもないし、動きも速いので極端に大きな支障にはなりませんが……。


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どうにかHα画像こそ予定の8コマを撮り終えましたが、雲はますます多く、厚くなるばかり。カラー画像は撮影できていないですが、この夜は諦めるしかないでしょう。


撤収することにして、身の回りの小物から片づけていたのですが……あれ?雲量減ってる……?


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1時半くらいになるとハッキリと雲が取れてきて、そのうち元通りの快晴に。慌ててフィルターをNB1に交換し、撮影再開です。とはいえ、撮り始めたのが1時45分ごろ。天文薄明開始が2時55分なので、1コマ15分とすると5コマ確保できるかどうかといったところです。まぁ、今回のターゲットはほぼ真っ赤な散光星雲ばかりなので、カラー情報といっても大したものは要らないでしょう。


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ところが、撮影再開して1時間も経たないうちに、再び雲が。今度は雲量も多いし、取れるには時間がかかりそうです。もうすでに天文薄明開始まで30分を切っていたこともあり、やむをえずここで撮影終了となりました。確保できたカラー画像はわずか3コマ。果たしてこれで作品になるでしょうか……?


リザルト

まずは、一番心配なカラー画像から。撮って出しはこんな感じ。


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さすがはNB1フィルター。撮って出しの段階で散光星雲の姿が見えています。これだけ写っていれば上出来です。確保できたコマ数は少ないですが、星雲はHα画像に任せるとして、こちらはあまり強調するつもりはないので何とかなるでしょう。


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次いでHα画像ですが……こちらはさすがの写り。ナローバンドだけに光害によるカブリもほとんど見られません。結構淡いところまで写っていそうで、処理が楽しみです。



カラー画像の方は、いつものように三色分解フラット補正&カブリ除去を行いますが、この時点ではあえて三色合成せずにR, G, B各画像のままとします。一方のHα画像の方も、Rチャンネルのみ抜き出しフラット補正&カブリ除去。その後、単純にHα画像のRチャンネルとカラー画像のG, B画像とを合成し、処理してみた結果……


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……うん、悪くはないんですが、星の数が明らかに少なくて、ものすごく「ナローバンドくさい」です。天の川に近い場所なので、本当なら微光星がもっとたくさんあるはず。さすがに少々不自然な感じがします。写真中央付近にある、黄色超巨星であるはずのサドルの色も気に入りません。


そこで、Hα画像については、Rチャンネルのみ抜き出しフラット補正&カブリ除去を行った後、先にレベル調整やデジタル現像を行って星雲を強調。一方、カラー画像側のG, B画像についても、フラット補正&カブリ除去後、Hα画像と同程度にレベル調整、デジタル現像を施します。


これらを合成したのち、マスク処理による星雲強調や星の白飛びの抑制、星雲のシャープネス処理、色調整などを行って、出てきた結果がこちら!


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2020年8月19日 ミニボーグ55FL+レデューサー0.8×DGQ55(D55mm, f200mm) SXP赤道儀
ZWO ASI2600MC Pro, 0℃
カラー画像:Gain100, 900秒×3, IDAS NebulaBooster NB1フィルター使用
Hα画像:Gain400, 600秒×8, Astronomik Hα 6nmフィルター使用
ペンシルボーグ25(D25mm, f175mm)+ASI120MM+PHD2によるオートガイド
ステライメージVer.9.0cほかで画像処理

うむ、ずいぶんそれっぽくなりました。サドルの東側には星雲の濃い領域があり、暗黒星雲が複雑に入り組んでいます。この領域は、蝶が羽を広げたようなその形から「バタフライ星雲」と呼ばれています。また、サドルの西側には微光星に埋もれるように水素のフィラメントが漂い、非常に美しいです。


惜しむらくは、こんなに淡いところまで写ると思っていなかったため、構図が少し東側に寄ってしまったことでしょうか。カメラをもう少しだけ西(右側)に振った方がバランスが良くなった気がします。


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こちらは天体名を記載したもの。なお、Bで始まるのは、暗黒星雲についてまとめられた「バーナードカタログ」のナンバーです。*1


左下にはメシエ天体であるM29、右下にはクレセント星雲(三日月星雲)ことNGC6888が写り込んでいます。NGC6888は3年前に単独で撮影したことがありますが、当時はデジカメを使用していた上、フィルターもOPTOLONGのCLS-CCDと、ナローバンド系のフィルターに比べると透過波長幅の広いものだったので、あまり写りは良くありませんでした。今回は、楕円形に広がるガスが内部構造含めよく分かります。


それにしても、東京都心でこれだけ写ってくれると本当に痛快です。緊急事態宣言で遠征が難しくなっていますが、街なかでじっくり腰を据えて撮影に取り組んでみるのも悪くないと思います。



【追記 2021/7/21】

前記画像にもう少し手を加えてみました。


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前記画像を三色分解後、Nik CollectionのSilverEfex Pro2で「高ストラクチャ(強)」をそれぞれ適用し、再合成します。とはいえ、そのままだとシャープネスが効きすぎて目に優しくないので、星像を調整したり、輝星の周りに発生しがちな黒縁を抑制しています。


ガスの流れや微光星がよりハッキリして、見栄えがするようになったかと思いますが、どうでしょうか?

梅雨の来る前に

例年になく早い梅雨の訪れになるのではないかと思われた今年ですが、関東は思いのほか梅雨の到来が遅く、今週は真夏日が続いています。そんな中、ちょうど6月9日の夜は快晴で、絶好の観測日和。とはいえ、水蒸気なのかPM2.5なのか、大気の透明度は非常に悪いですし、夏至近くで暗夜の時間も非常に短い……というわけで、淡い天体はすっぱり諦め、惑星状星雲を自宅前から狙うことにしました。これなら展開・撤収も手早くできますし、平日夜にはもってこいです。


ちなみに、先日再構築したオフアキシステムの検証も兼ねています。
hpn.hatenablog.com



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家族の食事を用意、片付けしてから機材を展開すると、時刻は0時過ぎ。自宅玄関前は視界が狭く、撮れる対象は非常に限られるのですが、その中から、まずはヘルクレス座のNGC6210をチョイス。長辺が20秒角ほど*1しかない小さな天体ですが、どこまで捉えられるでしょうか……?



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「撮って出し」はこんな感じ。今回も惑星状星雲撮影のご多分に漏れず、感度を上げて短時間露出し、枚数を稼いだ上でRegistaxによるウェーブレット処理を行う予定です。この写真はGainを最大値の450まで上げ、露出2秒で撮影していますが、星雲自体は飽和せずにしっかり写っています。それにしても小さいですね……。


おまけに、この夜は思ったよりもシーイングが良くなかったようで、オフアキでのガイドにもかかわらず、ガイドグラフが結構動揺します*2。とどめに、撮影序盤は近くを通る電車の振動を拾ってしまい、なかなかいい状態のコマが得られません。こんなので大丈夫でしょうか……?


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NGC6210について必要コマ数を確保したら、次はりゅう座の「キャッツアイ星雲」ことNGC6543へと移動。こちらは4年前にデジカメで撮影していて、そこそこいい感じに仕上がっているのですが、できればもう少しカッチリ写したいものです。

urbansky.sakura.ne.jp


なお、NGC6210から引き続き、ガイドシステムの試運転を兼ねてオフアキを利用しようとしたのですが、適当なガイド星が視野内に見当たらなかった*3ことから、こちらはガイドを行っていません。



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「撮って出し」はこんな感じ。撮影条件はNGC6210と全く同じです。カタログ上では、視直径はNGC6210と同程度のはずですが、全体的に明るいためか、こちらの方が大きく見えます。


この時間になると、さすがに電車も終電を迎えており、変に振動を拾うこともありません。落ち着いて撮影に臨むことができました。



なお、撮影終了後、カメラを取り外して眼視でNGC6543の観望にチャレンジしてみました。上でも書いたように、この夜は大気の透明度が非常に悪く、肉眼では2等星もギリギリという感じでしたが、視認はかなり簡単でした。手元にあったOPTOLONGのUHCフィルターをアイピースに取り付けると、コントラストが付いて楕円形の光芒がさらにハッキリします。


とはいえ、構造などを確認するには光量不足を感じるのも事実で、やはり「もっと口径を!」となるのは確かです。大口径ドブソニアンの利点はこういうところなのでしょうね(^^;


リザルト


さて、撮影した画像は片っ端からコンポジットして、Registaxでウェーブレット処理して終わり……だったら良かったのですが、なかなかそう簡単にはいきません。


最初、Autostakkert!3で簡単に処理できるだろうと思っていたのですが、パラメータなどをどう弄っても、なぜかうまくスタッキングできず。仕方がないので、ステライメージで全部現像処理したのち、電車の振動を拾ってブレたコマを目で確認して手動で除去し、コンポジットする羽目になりました。


救いは自動位置合わせがだいぶ高性能になった点で、今回は不自然にズレるコマは1枚も現れませんでした。


コンポジット後の画像については、NGC6210では処理を二手に分割。一方はRegistax6でウェーブレット処理しましたが、もう一方はレベル調整やデジタル現像を組み合わせて周辺の淡い部分を持ち上げ。これらを合成し、出てきた結果がこちら。


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2021年6月10日 EdgeHD800(D203mm, f2032mm) SXP赤道儀
ZWO ASI2600MC Pro, 0℃, Gain=450, 露出2秒×160コマ, IDAS NebulaBooster NB1使用
セレストロン オフアキシスガイダー+Lodestar+PHD2によるオートガイド
Registax6、ステライメージVer.9.0bほかで画像処理

このNGC6210には"Turtle Nebula"という愛称があります。星雲全体の形が、甲羅を背負った亀のように見えることからかと思いますが、その可愛らしい愛称から受ける印象と違って、かなり複雑な構造があるのが見て取れます。


esahubble.org


ハッブル宇宙望遠鏡で撮影された写真と見比べると、粗いながらもその構造をちゃんと捉えているのが分かり、ちょっとした感動です。


とはいえ、口径や焦点距離が絶対的に足りないのも事実。口径30cm近くあると、ずいぶん変わってきそうな気がしますが……。



一方、NGC6543はこんな感じに。


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2021年6月10日 EdgeHD800(D203mm, f2032mm) SXP赤道儀
ZWO ASI2600MC Pro, 0℃, Gain=450, 露出2秒×320コマ, IDAS NebulaBooster NB1使用
ガイドなし
Registax6、ステライメージVer.9.0bほかで画像処理

こちらは惑星写真と同様、Registaxによるウェーブレット処理の後、最大エントロピー法による画像復元を行っています。コマ数を多めにしたこともあり、星雲の微細構造や極にあるひげ状の構造も、以前よりハッキリしたかと思います。


hubblesite.org


ハッブル宇宙望遠鏡での画像と比べてみても、案外いい線行っているような気がします。


惜しいのは、光軸が若干狂っていたのか、星が微妙に尾を引いてしまっている点。惑星状星雲の場合、視直径が小さい分、どうしてもトリミングすることになりますが、そのために光軸の狂い等による星像の乱れもハッキリ分かってしまいます。なかなか厳しいものです。

*1:衝の時期の土星本体(環ではない)の視直径が18.5秒角前後ですから、その小ささは想像がつくでしょうか。

*2:露出時間が短いのでガイドは不要ですが、試運転も兼ねて、ここではガイドを利用しています。

*3:プリズムの角度を変えれば見つかったと思いますが、そもそもガイドの必要性が薄かったので、しつこく探すことはしませんでした。

『先人に想う』に想う - 19世紀末に現れた驚異(?)のアマチュア天文家

先日、Lambdaさんが上げたこの記事を読んで、ふと思い出したことがあったので、とあるアマチュア天文家についてつらつらと。

m-lambda.blogspot.com


なお、Lambdaさんは「先人に想う」と題して、過去の優秀な天文学者に焦点を当てて記事を書かれているので、おそらくネタ被りにはならないはず……(^^;




さて、上記の記事にもあるとおり、1600年代には、ガリレオ・ガリレイから始まってホイヘンスやヘヴェリウス、カッシーニなど、現在にも広くその名が知られている天文学者たちが、優秀な光学系を用いて精緻な惑星等のスケッチを残しています。しかしその一方、約130年前に自作の望遠鏡を用い、「ものすごい」惑星スケッチを残したアマチュア天文家がいました。


その名はアンドリュー・バークレイ(Andrew Barclay, 1814-1900)。本業は蒸気機関車の製造で、彼の興した会社はつい最近まで存続していました(現在は他社に買収され、バークレイの名前は残っていません)。

en.wikipedia.org


どういう理由からかは分かりませんが、彼は1850年代から、事業で儲けた金を使い込んで(ぉぃ)天体望遠鏡作成に乗り出します*1。1856年からは王立天文学会の会員*2にもなっていますし、元々星に興味があったのかもしれません。


彼は口径9インチ(23cm)や口径14.5インチ(37cm)のグレゴリー式望遠鏡を自作しましたが、元々が蒸気機関車屋で器械には強かったでしょうし、豊富な資金(会社のだけど)もあったことから仕上がりは立派なものでした。


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バークレイの製作した9インチグレゴリー式反射望遠鏡
Engl Mech World Sci, 58 (Oct. 20, 1893): 198-200


鏡は現在のようなガラス製ではなく、昔ながらのスペキュラム合金による金属鏡です。銀メッキしたガラスを用いた鏡は、作成の容易さと反射率の高さとで当時急速に普及していましたが、彼は金属鏡の方が精度を保てる上、数年ごとに再メッキが必要なガラス鏡に比べてメンテナンスも容易だと考えていたようです*3


また、放物凹面主鏡と楕円凹面副鏡を用いるグレゴリー式は現在ほとんど見かけませんが、有名なニュートン式より一足早く考案された歴史ある形式で、過去においては比較的ポピュラーな光学系でした。とはいえ、19世紀末のシステムとしては、全体的にいささか古風な印象は否めません。



ともあれ、彼はこれらの望遠鏡を用いて惑星の観測を始め、その結果を"English Mechanic and World of Science"という一般向け科学雑誌に"The Unrevealed Wonders of The Heavens"というタイトルで1893年から発表しはじめます。


そこで発表した彼の木星のスケッチが……

こちら!

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Engl Mech World Sci, 58 (Oct. 20, 1893): 198-200

……?
…………??


いや、これ大真面目です。彼は、この気持ち悪い卵状の凸凹を木星の表面に見たのです。ちなみに、カッシーニ木星表面に現在「カッシーニの斑点」と呼ばれる大赤斑類似の斑点を発見したのが1665年のことです。


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カッシーニによる木星のスケッチ
Mem.Acad.r.Sci.Paris, T.10 (1730)



そして火星は……

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Engl Mech World Sci, 58 (Nov. 24, 1893): 308-309

……?
…………??


これももちろん大真面目です。曰く「火星にも土星のような白い輪があり、惑星本体と密着している。そして火星の南西部には薄青色で球形の山がある」とのこと。ちなみに、ジョヴァンニ・スキアパレッリが火星表面に暗い筋状の模様を認め、イタリア語で"canali"(溝、水路)と名付けたのが1877年のことですが、バークレイのスケッチには模様の1つも見当たりません。


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スキアパレッリの火星図
Meyers Konversations-Lexikon (1888)


そして土星


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Engl Mech World Sci, 65 (Apr. 23, 1897): 218-220


Oh…… リンゴの芯のようなこの姿は……orz


土星についても、古くはホイヘンスによる精緻な観測記録が残っていますが、それは実に250年も前の1650年代のことです。


他にも「木星から褐色の煙が噴き出していた」*4とか「アルデバランには4つの、ベテルギウスには5つの伴星がある」*5など、およそ信じがたい報告が延々と続きます。



……大体もう、みなさん想像がついているとは思いますが、バークレイの作った望遠鏡は見かけこそ立派なものの、光学系は本当にどうしようもない粗悪品でした。しかも、メンテナンスも我流かつ適当なものだったようで「テレピン油とエタノールを1:1で混ぜたもの、あるいはブランデーやシェリー酒で鏡を軽く洗って、セーム皮で拭いて乾かせばきれいになる」*6みたいなことを書いています*7


鏡や望遠鏡自体の精度もさることながら、火星像や伴星の報告などを見るに、おそらく迷光処理も相当雑で、ゴーストもかなり酷かったのではないでしょうか?所詮は半可通の素人工作だったということなのでしょう。



そしてなお悪いことに、バークレイは非常に頑固でした。


これらの投稿の前に、彼は論文を王立天文学会に持ち込んでいるのですが、「木星にそのような構造は存在しない」、「望遠鏡の光学系に何か問題があるのでは?」などと意見されて突き返され激怒。「自分の望遠鏡は、鏡の仕上げ方や合金の配分、鋳造方法などの実験に1万ポンド以上を費やし、2000回以上の実験を繰り返したもの。これまでにないほど高性能なので、今まで見えなかったものが見えているのだ」*8と強硬に主張しました。


"English Mechanic and World of Science"に奇妙なスケッチが掲載され始めると、読者からも全く同様に「光学系に異常があるのではないか」という指摘が殺到しましたが、彼は全く意に介さず、自信をもって同様の報告を続けます。


当然、読者からの意見は厳しくなる一方。バークレイと読者との間でギスギスしたやり取りが続いたのち、ついには王立天文学会の重鎮の1人*9がブチ切れ、誌上に"Mr. Barclay is not a Fellow of the Royal Astronomical Society"(バークレイ氏は王立天文学会の会員ではない。)と書かれてしまいます*10 *11


実際、バークレイの名前は1896年6月までの王立天文学会の名簿に載っているそうですが、1898年の名簿には名前が見えない*12とのことなので、このあたりで除名処分にでもなったのかもしれません*13



特にオチはありませんが、古今東西問わずトンデモさんはいるということです。あと、機器の調整は最低限ちゃんとやっておきましょう(^^;

*1:このせいもあって、会社は1874年と1882年の2度にわたって破産に追い込まれ、1893年にアンドリューはとうとう株主の手によって会社から解雇されました。が、それはまた別の話。

*2:Fellow of Royal Astronomical Society. (F.R.A.S.) 職業としての「天文学者」が成立する以前からの組織なので、18歳以上で学会が受け入れられる者であれば誰でも会員になれます。資格は不問です。

*3:実際には、スペキュラム合金の鏡はそもそもの反射率が大きく劣る上、酸化により反射率が低下するため、一定期間ごとに再研磨が必要です。そしてその作業は銀メッキよりはるかに面倒でした。もっとも、そもそも彼がちゃんと再研磨作業をやったかどうかは定かではありません。

*4:Engl Mech World Sci, 58 (Oct. 20, 1893): 198-200

*5:Engl Mech World Sci, 65 (Apr. 23, 1897): 218-220

*6:Engl Mech World Sci, 58 (Oct. 20, 1893): 198-200

*7:読者からは「そもそもテレピン油とエタノールが混じり合わない上、テレピン油やブランデー、シェリー酒で鏡を洗うと表面に頑固なフィルムができてしまう。これを取るために強くこすると鏡に良くない」と指摘されています。

*8:Engl Mech World Sci, 58 (Oct. 20, 1893): 198-200

*9:Captain William Noble. "Letters to the editor"にいつも寄稿していました。

*10:"Letters to the editor" Engl Mech World Sci, 65 (May 21, 1897): 314-5

*11:彼は記事の署名にいつも"F.R.A.S."(Fellow of Royal Astronomical Society, 王立天文学会会員)と付けていたので、その点もまともな学会員から強い怒りを呼んでいたようです。

*12:http://www.resologist.net/lands105.htm なお、このページの注では、バークレイが名簿から外れた理由に彼の死を上げていますが、バークレイが死去したのは1900年なので辻褄が合いません。

*13:バークレイは1900年には亡くなっているので、単に体調面等の問題の可能性はあります。