天体写真撮影がなぜ価値があるのか

天体写真撮影は難しい。天文学的に難しい。すべてが完璧でなければならない。カメラを取り付けた望遠鏡は、地球の自転と正確に同期して対象を追跡しなければならない。揺れてはいけない。振動さえしてはいけない。カメラの露出設定を完璧にしなければ、支離滅裂な画像しか撮れない。対象は暗すぎて、画像が撮られるまで見えないこともよくあるので、焦点を合わせるのは悪夢だ。

では、なぜ試してみるのでしょうか? それは、コンピュータのデスクトップにあるハッブルの壁紙よりも、宇宙の広大に浮かぶ物体がはるかにリアルに見えるからです。

これらの画像は壮観ですが、個人的な体験を捉えたものではありません。ヨセミテ、モニュメント バレー、グランド キャニオンの素晴らしい写真が撮られていますが、人々は実際にそれらを見に遠出しています。同様に、私にとって天文学は直接体験するのが一番です。ハッブル望遠鏡で撮影した土星、木星、オリオン大星雲、渦巻銀河のどの写真も、私が接眼レンズで体験したものに匹敵するものはありません。知的にも感情的にも。精密に研磨された数層のガラスでしか映らない光景は、現実です。土星は宇宙の暗闇に浮かぶ実際の物体です。星団は黒いベルベットの上のダイヤモンドのように輝きます。すべてにスケール、奥行き、文脈があります。それらは実際のものであり、抽象的なものではありません。そして、たとえば「アントラージュ」のエピソードを見ているときのように、自分が取るに足らない存在だと感じるどころか、実際に何か素晴らしいものの一部であるように感じます。自分で写真を撮ることは、一人称の体験の延長になります。私は、自分が見たものをそのまま記録し、共有したいと思っています。

天体写真は第一級の黒魔術であり、率直に言って私は下手です。過去 10 年ほどの私のこれまでの努力は、たいてい何時間も望遠鏡の横でじっと座り、ものすごく寒い夜に死ぬほど震えた後、挫折して終わりました。しかし幸いなことに、テクノロジーがようやく私の無能さに追いついてきたのかもしれません。デジタル革命は 10 年前にアマチュア天体写真を席巻し、新しいカメラは CCD が初めて宇宙から落ちてきた当時よりも高性能で、はるかに使いやすくなりました。今では、一般向けの DSLR から 100 ドルの「惑星カメラ」、冷却ファン、極低温装置、細かく調整されたセンサーを備えた超高感度で超高価な CCD カメラまで、あらゆるもので宇宙を撮影できます。また、非常に高性能な画像キャプチャおよび処理ソフトウェアもあり、カメラをより適切に制御して、通常は非常に暗いショットに隠れた詳細を引き出すことができます。これを念頭に置いて、私はついに自分の悪魔を克服し、本当に披露する価値のある天体画像を作成することに専念することを決意しました。

私は天体写真業界のリーダーの 1 つである Santa Barbara Instrument Group (SBIG) に頼りました。彼らは ST-4000XCM を送ってくれました。これは 4.2 メガピクセルのカラー カメラで、冷却ファンが内蔵されています。これにより、センサーの過熱によって画像に生じる視覚的な「ノイズ」が最小限に抑えられます。また、オートガイダーも内蔵されています。このテクノロジーは、望遠鏡の位置合わせにおける小さな誤差を補正するのに役立ちます。これは、1 分以上露出を撮影するときに重要です。基本的に、オートガイダーは視界を分析し、特定の星をロックオンし、望遠鏡を常に調整して、すべてが位置合わせされた状態を保ちます。フレーム全体に星が燃えるような線を描く画像はありません。星は細かい点のままです。

成人してからずっと望遠鏡を愛用してきたので (9 本くらい持っています)、基本的な装備の面では有利なスタートを切っています。私の望遠鏡の 1 つは、天体写真に最適です。セレストロンのコンピューター制御の 8 インチ口径シュミット カセグレンです (シュミット カセグレン望遠鏡は、ミラーとレンズを組み合わせて、コンパクトなチューブに多くの焦点距離と口径を詰め込んでいます。口径が大きいほど、より多くの光とディテールを取り込むことができます)。電動マウントを調整してスムーズに追跡できるようにし、揺れを最小限に抑える超頑丈なマウント オプションも用意しています。

最初の夜、私のターゲットは木星でした。木星は現在、空にきれいに位置しています。地平線のかなり低い位置にあり、夕方の早い時間に黄道に沿って中心に位置しています。SBIG の CCDOPS ソフトウェアをインストールして実験するのに約 1 時間費やした後、すべてをスコープに接続しました。コンピューターがカメラを認識し、その温度や、私がまだ完全に理解していないその他のさまざまなパラメーターに関するデータを取得し始めました。カメラを取り付ける前に、スコープを木星の中心に合わせました。接眼レンズを通して木星は美しく見えました。3 つの月が見え、雲の帯のディテールがきれいでした。接眼レンズを外してカメラを再び取り付けると、ラップトップの画像に黄色い斑点がかろうじて見えました。接眼レンズとカメラの焦点が別のポイントにあるため、鮮明な画像が消えていました。CCDOPS ソフトウェアは、フォーカス機能でこの問題を解決します。これは、一連の高速画像を連続して取得し、各ショット間で調整できるようにします。数分以内に、はるかに鮮明な黄色い斑点が見えてうれしくなりました。明らかに露出オーバーでしたが、カメラがすぐに露出を調節してくれるだろうと思いました。

ついに、私は画像を撮り始めました。露出を 1/30 秒から 1/60 秒まで下げ、さらに 1 秒まで上げました。毎回、ほぼ同じような画像が返ってきました。また、ソフトウェアの Planet Master 機能も試しました。この機能では、コンピューターが制御を引き継ぎ、最高のショットを高速で連続して撮影しようとします。運が悪かったのです。しかし、これは予想通りでした。非常に高度で複雑なカメラを使うのはこれが初めてでした。大まかな機能を覚えて、ある程度慣れたらマニュアルを読み始めるつもりでした。そこでカメラを片付け、SBIG のエンジニアである Michael Barber に自分の写真を送り、マニュアルを開きました。数分以内に Michael から返信がありました。私は自分の写真がひどくピントがずれていると思っていましたが、実際には私が野心的すぎただけでした。「この写真は実際にはかなりピントが合っています」と Barber は言いました。「惑星の問題は、ダイナミック レンジが広く、明るさが明るいことです。 「露出時間が長すぎるため、惑星が飽和して焼けてしまっています。木星の露出時間を短くする必要があります。」

つまり、1/60秒未満でも、撮影時間が長すぎたのです。バーバー氏はさらにアドバイスをくれました。「初心者は、見つけやすく明るいので、まず月や木星を撮影したくなります」と彼は言いました。「しかし、それでは撮影が非常に難しくなります（記事の冒頭の画像を参照）。球状星団やその他の密集した星空を試して、カメラの感覚をつかみ、ガイドが良好な画像を撮影する上でどの程度の役割を果たすかを確認してください。1分未満の非常に短い露出では粒子が粗くなり、光害のある空ではさらに悪化します。露出時間を長くすると、粒子ははるかに少なくなります。」

球状星団？問題ありません。球状星団は私のお気に入りの光景の 1 つです。何万もの星が集まったこの星団は、魅力的な観測対象です。ヘラクレス座の M13 を何時間も見つめていると、目が慣れてくるにつれて、星がどんどん増えていくのがわかります。次の夜、私はまっすぐヘラクレス座に向かいました。

運が良かったので、カメラの焦点を合わせて露出の実験を始めました。3 分、2 分、60 秒、45 秒を試しました。そのたびに、接眼レンズから見た景色と似たものが撮れました。私の技術にはまだ明らかに問題があります。画像にはまだフォーカスの微調整が必​​要ですし、撮影を改善するのに役立つ、よく知らない設定があるのではないかと思います。しかし、これは私が初めてうまく撮れた、まとまりのある天体写真です。自分で言うのもなんですが、背景を暗くするコントラスト調整のおかげで、素晴らしい画像になっています。しかし、CCD 初心者が初めて撮ったもので、私が望むような体験を捉えているわけではありません。さらに、このカメラの能力のほんの一部しか試していません。画像の質を高める機能は他にもたくさんありますし、コンピューターで画像を微調整して最高の結果を得る方法もたくさんあります。

次は、さらに勉強した後、木星に戻り、M13 をもう一度試し、そしてできれば銀河間天体も見に行きたいです。