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初めての方のための天体観測の解説

恐らく初めて天体観測を志す人は、私のホームページの内容があまり理解できないものと思います。特に「機材について」などは、全く理解できないと思います。ここではそんな方のために、天体観測する上で知っておくべきことを簡単に説明します。なお少しでも天体観測を始められている方は、このコーナーを読む必要はないと思いますので、飛ばしてください。

まず当然のことですが、望遠鏡で星を見る場合、視野に入った星は時間の経過と共に、どんどん視野から逃げてゆきます。特に空のほんのわずかな部分を高倍率で拡大して見ている場合、せっかく視野に入れた星が何もしなければ、あっという間に視野から消えてなくなります。

星が動いているように思えますが、当然これは私たちがいる地球が、常に自転しているためです。電車に乗っているところを想像してみてください。走っている電車の窓から風景を見ると、風景が動いているように見えます。それと同じことです。私たちは地球という、常に動いている乗り物に乗っているのです。(すみません、出だしから超基本的な話で)


赤道儀
一応、モータードライブが付いている。

普段なにげなく星空を眺めても、星が移動しているとはあまり実感できません。しかし望遠鏡で空の一部分を拡大して見ているときほど、地球が自転していることを実感できる瞬間はないのです。

さてそれでは動く星をどうやって観察すればよいでしょうか。また長時間露出が必須の天体写真をどうやって撮ればよいでしょうか。

答えは望遠鏡を動かして、目的の星を常に視野の一点から逃がさないように追いかければよいのです。(望遠鏡を動かすために載せる架台には、赤道儀と経緯台の2タイプがありますが、ここでは赤道儀を取り上げて説明します。)

実は今話したことが、天体観測の基本中の基本になります。地球は空のある一点(天の極)を中心にして、時計回りで自転しています。

地球が時計回りということは、まわりの星は反時計回りに移動するように見えます。つまりこのある一点を見つけ、望遠鏡の傾き(仰角)を調整して、望遠鏡の中心軸(極軸)をその一点にぴったり合わせれば、後は望遠鏡を星の動きにあわせて反時計回りに回せばよいのです。

それではある一点(天の極)とはどこになるのか。幸い日本は地球の北半球にあり、極を探すのに目印になる星が見えます。それが北の空に輝く北極星です。つまり北半球では、この北極星を中心として星は反時計回りで、一定の速さで回っているのです(実際の北極星の位置は、本当の天の極よりほんのわずかずれています)。

試しに三脚に固定したカメラを北極星に向けて、10分間くらい露出してみてください。北極星の周りにある星は、形が崩れて楕円形に写るのに対して、北極星だけは形が崩れることなく点のままで写ります。北極星の位置は変化しないのです。

望遠鏡の中心軸を天の極に合わせることを、極軸合わせといいます。天体観測にはこの極軸合わせが最重要になります。つまりほんのわずかでも極軸がずれていると、いずれは目的の星や天体が視野から消えることになります。ここでは極軸の合わせ方を説明しませんが、極軸合わせは大変シビアなもので、かなりの熟達者でなければ完全にピッタリと合わすことは至難の業です。私のような初心者には無理です。

ただ眼視中心の観測なら、ある程度極軸が合っておれば問題ありません。問題は天体写真を撮る場合で、特に惑星の拡大写真や微小天体を狙うのであれば、わずかな極軸のズレも命取りになります。そのためにそのズレを補うための機材が、また別にあるのです。そのことは、また後ほど説明します。

さて極軸がピッタリ合ったとしましょう。そうなれば後は、移動する星の動きに合わせて、反時計回りに望遠鏡を回転させていけばよいことになります。このように望遠鏡で星を追いかけることを追尾(ガイド)と言います。回転は赤道儀のタイプによって手動で行う場合とモータードライブを利用する場合があります。

手動は呼んで字のごとく、望遠鏡をのぞきながら星の動きに合わせて、手を使って回転軸を回す方法です。もちろん極軸が合っていなければ、同時に星のズレも手動で補正する必要もでてきます。モータードライブを利用する場合も、この星のズレの手動補正は必要になりますが、それでも当然手動の方が大変で、夏の暑い時期などに手動でガイドをすると汗だくになります。

昔、モータードライブがまだあまり普及していなかった頃は、みんな手動で写真撮影までしていたと聞きます。つまり汗だくになりながら何時間も手動で星を追尾していたのです。しかも写真撮影なので、追尾はかなりシビアなものになります。その頃に天文観測をやっていた方に、私なんか頭が上がりません。

一応、天体観測する上で、最低限知っておくべきことは以上です。理屈を覚えても、初めはうまくいかないと思います。恥ずかしながら、私自身もまだ満足いくほどうまくはいってません。とにかく慣れるのみです。それでは天体観測の世界を思う存分楽しんでください。お互いにがんばりましょう。


最後に私のホームページに出ている機材の用語説明をしておきます。

・冷却CCDカメラ
デジカメもそうですが、内蔵されているCCDチップの温度が高くなると、撮影した画像にノイズが出る性質があります。特にCCDチップは長時間露出したときなどに熱を発生するため、長時間露出が必要の天体撮影にとっては致命的になってしまいます。

最近でこそ長時間露出してもノイズが出にくいデジカメが各社から発売になっていますが、一昔前のデジカメはわずか10秒程度の露出であっても、見るに耐えられないほどのノイズが画像一面に現れました。

冷却CCDカメラはこのデジカメのウィークポイントを補うべく開発されたカメラで、ペルチェ素子などを内蔵してCCDチップの温度を下げてノイズを出にくくした、まさに天体撮影専用のカメラです。冷却方法には自然空冷や水冷など複数あります。

・IR改造カメラ
通常市販されている一眼レフデジタルカメラには、当然赤外線カットフィルタが内蔵されています。しかしこの赤外線カットフィルタは天体撮影の際、赤色が中心の星雲などを撮影する場合は邪魔な存在になります。つまり赤外線カットフィルタが本来写るべき色をカットしてしまうのです。

IR改造カメラは市販されている一眼レフデジカメに内蔵されている赤外線カットフィルタを取り除き、そこに赤外線カットフィルタと同じ厚さの透明のクリアフィルタと交換したカメラです。これにより本来あるべき星雲の赤色を写し出すことができるのです。 撮影結果は画像全体が赤みを帯びるため、パソコンのフォトレタッチソフトなどを利用して、画像補正をする必要があります。

注意しないといけないのは、改造したことになるので、保証期間中であってもメーカーの保証は受けられなくなります。またIR改造カメラは赤色の天体を撮影する場合に特化しているカメラですので、M45(すばる)などの青い天体を撮影する場合などは、改造する意味がありません。念のため。

・オートガイダ
極軸を完璧に合わすことは至難の技と話しましたが、かなりの長時間露出しないと写らない暗い天体や、微小天体を写真撮影する場合、極軸がわずかでも合ってないと追尾ミスで星が流れて写ったり、シャープな仕上がりにならなくなったります。

そこで開発されたのがCCDカメラの一種であるオートガイダと呼ばれるものです。オートガイダは内蔵されたCCDチップにとらえた星の位置がピクセル単位でずれたとき、望遠鏡側に指令を出して追尾を補正してくれる優れものです。これによりノータッチガイドが可能になり、写真撮影を楽に行うことができます。

オートガイダは廉価な望遠鏡には付けることができず、少なくともハイアマチュア向けの望遠鏡が必要になります。

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