デジタル一眼 天体写真入門
星雲・星団を撮影しよう

デジタル時代の星雲・星団撮影術とは

銀塩写真時代の天体写真は、できる限り長時間の露出をかけたうえでさらに増感処理を行い、天体からのかすかな光をフィルムに蓄積するというものでした。そのため、長時間露出に耐える追尾精度、画像を美しく増感するテクニックや撮影方法など、様々なノウハウや機材が必要でした。

デジタル時代となった今、星雲・星団の撮影は、比較的短い露出を繰り返し撮影後に画像処理で仕上げるという手法が一般的です。撮影枚数を増やすことで、露出時間を加算した効果が得られ、一晩だけでなく数日かけて撮影することも可能です。

また、撮影した画像をPCソフトなどで処理すれば、光害によるカブリを取り除くことができるため、空が明るい市街地でも手軽に星雲・星団を撮影できるようになりました。

天体画像がきれいに仕上がるかどうかを左右する決め手は、撮影50%、画像処理50%といったところでしょうか。これらの作業はすべてPCを使って行うことになります。

さまざまな天体

• 銀河：
  天の川銀河の外にある恒星の大集団。撮影可能な天体の中では最も遠くにあります。中心部のバルジ、渦を巻く腕や暗黒帯など見ごたえのある天体です。見かけは小さいながらも明るく、写しやすいものが多いです。
  主な天体：アンドロメダ座大銀河（M31）、りょうけん座の子持ち銀河（M51）など
• 散光星雲：
  宇宙空間に広がるガスや塵が近くの恒星の紫外線などで光って見えている天体。撮影すると鮮やかな赤色をしたものが多く、被写体として映える天体です。
  主な天体：ばら星雲、いて座の干潟星雲（M8）、三裂星雲（M20）、オリオン座大星雲（M42）など
• 惑星状星雲：
  星が一生の終わりに放出するガスが輝いている天体で、色や形がバリエーションに富んでいます。小さいものが多いので、焦点距離2000mm以上の長焦点で撮影すると複雑な色合いや構造が写り、面白い天体です。
  主な天体：こぎつね座の亜鈴状星雲（M27）、こと座の環状星雲（M57）など
• 超新星残骸：
  超新星爆発の後に残ったガス状の天体。超新星爆発で吹き飛ばされたガスが衝撃波をともない広がっているもので、様々な構造を見せてくれます。
  主な天体：おうし座のかに星雲（M1）、はくちょう座の網状星雲など
• 球状星団：
  天の川銀河のハローに沿って分布する、古い恒星が球状に集まった天体。恒星が密集した様子が美しい天体です。
  主な天体：さそり座のM4、ヘルクレス座のM13など
• 散開星団： 同じ分子雲から生まれた恒星の集団。比較的若い、明るい青色巨星が多いため撮影しやすい天体です。
  主な天体：ペルセウス座の二重星団、おうし座のプレアデス星団（M45）など

良い天体写真のポイント

• 構図
  対象天体がきちんと真ん中にあるか。いわゆる「日の丸構図」が一般的な構図です。
• なめらかさ
  対象天体の暗い部分から明るい部分まできれいに映っているか。とくに暗い部分ではノイズ感がなく滑らかな階調になっているかどうかがポイントです。
• 色のバランス
  色のバランスも重要です。散光星雲の赤や惑星状星雲の青など、透明感のある色調になるかがポイントです。
• 背景はほんのり明るく
  背景は完全な黒でなくほんのりグレーにすると、天体像が引き立ちます。
• ムラのない仕上がり
  色かぶりや、周辺減光などの明るさのむらも画像処理で補正するのがポイントです。

自動導入機能付き赤道儀

望遠鏡で星を追尾する（日周運動による動きを追う）ために必要なのが「赤道儀」です。赤道儀とは、鏡筒を載せる架台の種類のひとつで（他に「経緯台」があります）、星の日周運動に合わせてモーターで回転し、同じ天体を視野の同じ場所にとらえ続けることができます。星を点像として撮影したい場合には必須の機材です。

また、指定した天体の方向に自動的に鏡筒を向けてくれる「自動導入機能」が必要です。

価格は10万円から60万円以上と幅がありますが、高価なものほどより重い、つまり大口径の鏡筒を載せることができます。また、重くなるほど架台全体が強固になるので風の影響を受けにくくなります。赤道儀に関しては、大は小を兼ねます。

初めは低価格（軽量級）の赤道儀、本格的に追求したくなったら高価（重量級）な赤道儀に換えて望遠鏡の口径をアップしていくのもよいですが、予算が許せば最初から中級機以上を使い、搭載重量やガイド精度に余裕を持たせた方が撮影が楽になります。

いずれにせよ、搭載する鏡筒の重さとのバランスが重要です。

望遠鏡（鏡筒）

口径が大きいほど集光力が上がり、解像度も上がります。また、焦点距離が長いほど天体を大きく写すことができます。

屈折式や反射式などさまざまな種類の光学系があり、価格も5万円から100万円以上と大きな幅がありますが、最初は焦点距離600mm程度の廉価な屈折式が取り扱いやすいでしょう。鏡筒にカメラを取り付けるには、カメラのマウントに合ったアダプターリング（後述）などが必要になります。

撮影スタイル

天の川が見える場所に自宅があれば理想的ですが、空が明るいところでも撮影できるのがデジタル時代の天体撮影です。

• 自宅撮り
  自宅や近所の公園など、身近な場所での撮影。空が明るいので長時間露光での撮影はできませんが、短時間露光でたくさんの枚数を撮影することで補えます。移動の時間が節約できるため、撮影時間を長くとれます。空が明るくても撮影が可能なデジカメ時代ならではの撮影スタイルです。
• 遠征撮り
  光害のない、空の暗いところまで出かけての撮影。長時間露光で高画質の撮影を狙えますが、現地でのトラブル対応など慣れが必要になります。遠征の帰りの居眠り運転には十分注意しましょう。

上達のコツ

段階を踏みながら天体撮影をマスターしていきましょう。

STEP 1

まずは自宅周辺の手近な場所で、「ノータッチガイド（オートガイドなし）」での撮影に慣れましょう。最初のうちはいろいろな問題が発生しますが、自宅が近ければ対処が可能です。住宅地付近では空が明るいので、「高感度」「短時間露光」で撮影します。30 秒程度の短時間露光であればオートガイドは不要です。短時間露光でうまく撮れないようであればオートガイドもうまくできません。

光害がある場所でも、撮影枚数を増やして総露出時間を長くすることにより、高画質な天体画像に仕上げることができます。

STEP 2

オートガイド撮影をマスターしたい場合は、まずはSTEP 1と同じ環境で短時間露光でのオートガイド撮影に慣れておく必要があります。空の暗い慣れない場所でいきなりオートガイドを始めようとしても、何も撮影できないまま夜明けを迎える……ということにもなりかねません。

STEP 3

手近な場所でのノータッチガイドがうまくできるようになったら、空の暗いところに出かけて「低感度」「長時間露光」での撮影に挑戦してみましょう。光害のあるところよりもS/N比の高い（ノイズの少ない）画像を撮影できます。オートガイドを行う場合は、感度を下げて長時間露光をします。

ピント合わせ

天体のディテールやより暗い星を写すためには、ピントを正確に合わせる必要があります。

しかし、天体は暗いのでカメラのオートフォーカスやフォーカスエイドは使えません。ライブビューモードで星を見ながらピントを合わせることもできますが、望遠鏡は焦点距離が長くピントが合った位置がつかみにくくなっています。

そこで、鏡筒の前に「バーティノフマスク」を取り付けてピントを調整します。片側3本ずつのひげの間隔が均等になったときが、ピントが合った状態です。ピントのずれがひげ（回折光）のずれとして見えるので、直観的に調整できます。望遠鏡のピントは外気温が数度違っただけでずれてくることがあるので、撮影した画像をときどきチェックしてピントがずれていないか確認しましょう。

RAWで保存

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。天体のように淡い対象を表現する際には、この階調差が決定的になります。

RAWベイヤー

露出時間と枚数

ヒストグラム

ダークフレーム撮影

「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。何も写っていませんが、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、本来は本撮影ごとに撮影しておきたいですが、気温の変化が数度以内であれば撮影機会ごとでも構いません。

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を目安にして撮影します。

オートガイドで長時間露出

同じ機材、同じISO感度の設定で10分露出で1枚撮影した画像と、1分露出で10枚撮影してコンポジットした画像を比較すると、前者の方がよく写ります。天体の淡い部分を写すには、なるべく露出時間を長くしたいのですが、ノータッチガイドで長時間の露出を行うと赤道儀の追尾誤差により、星が点像ではなく線状に伸びる頻度が高くなります。追尾のずれを自動的に補正するためには、オートガイダーを用います。

オートガイドを行うには、オートガイダーをガイド鏡に取り付けて鏡筒やプレートにしっかりと固定し、最初にキャリブレーションを行い補正の仕方を学習させます。オートガイド撮影中に視野のずれを監視して、星像が点になるように赤道儀の方向を自動的に補正し、高い精度で追尾します。

空の暗い場所では、カブリが少なく長時間の露出ができますので、オートガイダーを使って淡い天体の撮影を目指してみるといいでしょう。

ディザリングガイド

ディザリングガイドとは、各画像を適切にずらしながらオートガイド撮影を行う手法です。 通常のオートガイドでは、カメラの同一ピクセルに同じノイズが記録されるのでコンポジットした時に目立ってしまいますが、ディザリングガイドでずらしながら撮影することにより、ノイズが平均化されてダーク補正と同じような効果を得ることができます。ダークフレーム撮影分の時間を節約できるメリットがあります。

「ステラショット」では、オートガイドの設定画面でディザリングガイドをオンにするだけで通常のオートガイドからディザリングガイドに切り替えられます。

		ディザリング撮影
		なし	あり
ダ ｜ ク 補 正	な し
	あ り

上の画像のように、ディザリングガイドで撮影してさらにダーク補正もした場合が最もノイズを減らす効果が高くなります。ダーク補正をした画像とディザリングガイドで撮影した画像を比べると、同じくらいノイズが減っているのがわかります。ダークフレームを撮影する手間がかからないため、ディザリング撮影の方が便利です。

RAW画像を処理する

JPEGに比べて階調データが圧倒的に多いRAW画像を処理します。RAW画像の処理は多くのメモリを消費するため、なるべくメモリ搭載量の多いPCを用意します。

ダーク補正

フラットフレームからダークフレームを引き算して、ノイズを減らします。

コンポジットして画質を向上

画像をコンポジットすることで露出時間の合計が長くなり、ノイズを減らせます。カメラ本体固有のノイズを減らす「ダーク補正」や、突発的なノイズの処理を行います。

背景を引き締める

背景は真っ黒でなく適度な明るさを残し、ほんのりグレーになるように調整します。

星雲・星団を目立たせる

天体がなるべく明るくなるよう、背景のノイズが目立たない範囲で強調処理します。階調の強調と、ディテール強調の「シャープネス」処理とを組み合わせて調整します。

色の調整

カラーを強調して色を鮮やかに引き立たせます。