第04部 - 流れ星の写真

流れ星の写真を無理やり撮ることはできません。運も一つの重要な前提条件です。

第4部：流れ星の写真

「夜空を数秒だけ疾走する流れ星を見る者は願い事をすべきです。なぜならその願い事が叶うから」と俗説にあります。

もちろん、これは迷信ですが、それは地球のさまざまな民族によって独立して作成された正確な形態です。したがって、まだ迷信以上のものがあると希望している人は、次回試してみるだけです - 失敗することはありません... ;-)

「流れ星」という民間の呼び名に真剣に取り組むと、同じように興味深いことがわかります。

流星は彗星と混同されることがよくあります。 流星は1秒未満または最大数秒だけ空中で輝きますが、彗星は数日間、数週間、または数カ月間見ることができるオブジェクトです。 彗星は軌道上で、天王星のように、太陽を周回する一方で、流星は地球の大気に侵入し、加熱されて発光する比較的小さな粒子です。

流星の出現は予測できません。したがって、それらは特定の日時の範囲で毎晩（そして実際は昼間でも通常は見えませんが）に散発的に現れ、1年の間には特定の日付の時間帯に流星現象が顕著に増加することがあります（以下の表を参照）。

これは、地球が1秒あたり30キロメートルで太陽を周回しており、その途中で地球が太陽系の星間粒子と衝突しているためです。

これらの粒子は、地球の大気に侵入する前はメテオロイデと呼ばれます。 メテオロイデは潜在的な流星です。 これらの大部分の粒子は直径が数百分の数ミリメートルしかないことが多いが、時折、数センチメートルの大きさのより大きな岩塊もある。

テニスボール程度のメテオロイドが大気圏に入ると、空に特に明るい流星が現れ、これは「火の玉」と呼ばれます。 このサイズの流星は表面が中心よりも強く加熱されるため、それを破裂させる熱的な応力が生じます。

上に吹き飛ばされた破片、つまり飛行方向とは逆方向に加速されたものは、地表に着地するまで急減速されます。 地球上に落下した流星の残骸は隕石と呼ばれます。



アリゾナ州フラッグスタッフにある「バリンガークレーター」は地球上で最も保存状態の良い隕石の衝突クレーターです。 直径は1.2キロ、深さは170メートルです。 約50,000年前、そこには推定質量が300,000トンの宇宙からの弾丸が衝突した。 鉄でできた隕石はおよそ50メートルの大きさだったと思われる。



流星は地球の大気圏に秒速10〜70キロメートルで侵入します。 摩擦熱によって、ほとんどのものは地表からおよそ120〜80キロメートルの高さで焼けてしまい、実際の光源は灼熱粒子そのものではなく、その周囲の熱せられた空気から生成されることがあります。 これが写真に流星の跡を緑っぽく見せる原因です。

大きな流星はさらに深く侵入し、最終的には10キロメートルの高度で分裂します。 流星が地表に近づくほど、大気が濃密になり、減速が強くなります。 したがって、火の玉は大きな明るさで目立ちます。 月明りの光量にさえ匹敵することがあり、空中に残された光跡は多くの場合、数分間続きます。 大きな流星の破裂は時折、聞くことができます。

散発的な流星は予測できず、1日中、いつでも現れる可能性があります。 しかし、地球が太陽を周回する際、相対的に多くの流星粒子が存在する領域を通過する年の特定の時期があります。 その時期には、流星を観察する頻度がかなり増加することがあります。 これらの増加した流星活動の期間は流星群と呼ばれます。 これらは毎年同じ時期に繰り返されます。

流星の周波数を星図に書き込むと、彼らの飛行経路が後方に延長されると、すべてが空から発生しているかのように見えます。 これは、雪が降る中に車で運転するのと同様に、すべての雪片が中心点から来ているように見える透視的効果です。



雪の中での車の運転。

流星の場合、地球の動きが透視的効果を引き起こします。 流星群は、この中心点であるいわゆる放射点であるRを含む星座のラテン名にちなんで名付けられます。 例えば、レオニデ流星群の場合、中心点はライオン座、ラテン語で「Leo」という名前です。



フィッシュアイレンズでフォーマットを埋めるように撮影された大きな空の領域。 2分間の露出時間中に、ペルセウス流星群の3つの流星が画面内を横切りました、そのうち1つは火の玉でした。 CCDカメラが使用されました。

同じ画像に星座を描いたもの。後方への飛行軌道の延長線は、ペルセウス座の放射点に向けられており、黄色で示されています。ウマ=オリオン座/くま座、CVn=猟犬座、UMi=くま座、Dra=ドラコ座、Cep=ケフェウス座、Cam=キリン座、Cas=カシオペヤ座、Lac=とかげ座、Polaris=北極星。

次の表は、1年間の主要な流星群の概要を提供しています。各流星群の名前と放射点、出現期間と最大出現時期が含まれています。"評価"の列では、「+」は顕著なことを意味し、相対的に多くまたは明るい流星を表し、「o」は中規模の流星群（1時間あたり約15個まで）を示し、「-」は弱い流星群を示します。

年間を通じて最も重要な流星群。

技術装備

流星を撮影するためには、天文台の装置は必要ありません。広角またはフィッシュアイのレンズは、明るい流星を捉えるチャンスを高めます。流星の速い動きを考慮して、広い口径（開口数1:2.8以上）のレンズを選ぶことが望ましいです。

さらに、次のものが不可欠です：

• 安定した三脚



安定した三脚と三脚ヘッド（図に示されているのは、メテオの撮影に適した、ケーブルリリースとフィッシュアイレンズを備えたセットアップです）を用いることで、ブレのない鮮明な撮影が可能です。



• ケーブルリリース/タイマー

ケーブルリリースは、カメラの手触りの撮影を行い、ブレを防ぐことができます。無線の遠隔シャッターも利用できます。

• レンズフード（逆光レンズフード、散乱光レンズフード、サンフード）

側面からの外部光線を防止し、湿った夜にフロントレンズの露を遅らせます。各レンズにはそれに合わせた専用のレンズフードが用意されていますが、画像で示されている丸い魚眼レンズの場合は避けるべきです。フードを装着すると画角が影響を受けるからです。

述べた装備を使用すると、短時間で星を線で表現することができます（このシリーズのチュートリアル2「天の川の軌跡写真」を参照）。写真で流星は「サイドシューター」として現れます。長時間露出で星を点として表現したい場合は、カメラを星の運行に追従させる必要があり、これについてはこのシリーズのチュートリアル9、10、11で説明されています。

手順

成功をおさめるためには、多くの要素が同時に重なることが理想的ですが、実際には非常にまれです：

• 生産的な流星群

例えば8月12日の夜はペルセウス流星群の最大が期待されます。

• 晴れた空

個々の小さな雲はそれほど気になりませんが、大気の透明度が良好であるべきです。

• 観測場所

流れ星の観察や写真撮影には、地上の光源から離れた場所が最適です。田舎や中高山地帯、アルプスのような高所が最も見つけやすいです。

• 月のない夜

ベストは新月の周りの時間ですが、観測時間に月がない限りでも大丈夫です。たとえば、深夜前の希望の観察時間に月が出ていない場合、撮影を行うことができます。検索すれば、正確な月の出入り時刻（例: www.calsky.de）がわかります。 「月」をクリックし、「エフェメリス」をクリックして、観測場所を選んだ後に表示されます。もちろん、毎年8月12日のようなペルセウス流星群のピーク時には同じ月相ではないことに注意する必要があります。時折、新月期間に開催されることもありますが、別の年では満月期に起こることもあります。月が強く明るくなっている場合、明るい流星しか観察できず、撮影できません。

希望するすべての要因を最適化できることはめったにありませんが、それを試すことをやめるべきではありません。たとえば、すべての条件が整っている場合でも、最適な観測場所がない場合でも、バルコニーや庭、お庭からでも写真を撮ることができます。

1つの要素だけが計画外の領域に位置しているため、つまり、運が必要です。予測された流星群（表参照）は、ある年は非常にがっかりする結果に終わることがありますが、別の年は予期せぬ華やかなショーを提供してくれる場合もあります。

流星を観察または撮影するのに最適な時間帯は、夜明け前の2番目の半分です。これは、この時間に私たちは太陽が周回軌道上にある方向を見ているためです。私たちはそれが太陽の後ろになる瞬間を見ていると考えることができます。

空の座標系に詳しい人々に対しては、この状況を別の言葉で説明します。たとえば、自分自身の牡羊座のために、太陽が山羊座にいると、地球の最高速地点（おおよそ）が魚座にあるということです。

その結果、朝の時間帯では、通常、夜の時間帯より約4倍の流星を観測できます。

1. 基本設定を行う

以下のカメラの基本設定がお勧めされています:

ファイル形式

RAW形式が好ましいです。



キヤノンEOS 40Dでの画質設定: ここではRAW形式が選択されており、同時に写真はJPG形式で保存されています。JPGファイルは最高の写真を素早く選択するために役立ちます。

ISO値

明るい隕石も比較的高速で夜空を横切ります。それらを記録するためには、高いISO値と最高ISO値のみが適しています。したがって、カメラがまだ受け入れ可能な結果を提供する最高のISO値を設定してください。



キヤノンEOS 40DでのISO値1600の設定。このカメラのノイズはこのような高い値でもまだ受け入れられます。

ホワイトバランス

手動で「日光」(シンボル:「太陽」)に設定するのが効果的です。



キヤノンEOS 40Dでのホワイトバランス設定を日光(5200ケルビン)に。

ノイズ低減

長時間露出時のノイズ低減の設定は、長時間露出(1秒以上)後に暗い画像を同じ「露出時間」で生成するようにカメラに指示します。つまり、露出後、以降の画像を撮影できない同じ時間が必要となります。長時間露出にこの機能をオンにするのは有益ですが、「マーフィーの法則」により、カメラが画像を撮影できず代わりに暗い画像に忙殺される時に明るく美しい流れ星が現れることがあります。そのため、通常はノイズ低減機能をオンにしないことが多いです。

上級者向けのヒント: 長時間露出後に1枚または複数枚の暗い画像を手動で作成し、例えば撮影シリーズが終了した後に、その暗い画像をメテオ撮影から除去するために使用します。この手法はこのシリーズの第15回チュートリアル(「キャリブレーション: ライトフィールドおよびダークフィールドの撮影」)で説明されています。この技術を使用することで、ほぼ途切れることなく1枚の写真を続けて撮影し、レアな火球を写真で捉える可能性が高まります。



長時間露出時のノイズ低減のオフ。ここではキヤノンEOS 40Dの例を挙げています。

High ISOノイズ低減の設定(新しいキヤノンEOSモデル)は私の経験では良くないので、オフにしています。



「High ISOノイズ低減」はオフです。

露出プログラム

手動設定(M)を選択してください。



キヤノンEOS 40Dのダイヤルにおける手動露出制御の設定(「M」)。

絞り

常に最大の絞りを設定してください(つまり、最小の絞り値)。F/2.8以上の開放値を持つ明るいレンズが理想です。



キヤノンEOS 40Dのディスプレイ: 矢印は絞り1:2.0の設定を示しています。レンズの「明るさ」とは、調整可能な最小絞り値のことです。ズームレンズは固定焦点レンズよりも通常は光が弱いです。

ミラーロック

この設定は、カメラのミラーの振動を防ぐために役立ちます。三脚がミラーによる振動を十分に吸収できない場合、この設定を使用してください。



ミラーロックのON。シャッターボタンを最初に押すとミラーが立ち上がります。その後、数秒待ってから、2度目の(ケーブル)シャッターボタンを押すと露出が開始されます。

手ブレ補正

可能であれば、手ブレ補正機能をオフにすることが非常に重要です! メーカーのデータによると、カメラの電子機器は三脚の使用を検知し、その場合に自動的に手ブレ補正を無効にするはずですが、これが常に正確に機能するわけではありません。手ブレ補正がオンのままだと、三脚があっても「ぶれた」星が生じる可能性があります!



手ブレ補正(「Image Stabilizer」)は、カメラが三脚に設置されている場合はオフにしてください。

三脚使用時に手ブレ補正による「ぶれた」星。

3. 撮影を行う

「無限遠」への可能な限り正確なフォーカスが大きな難関です。「無限遠」の明るい星でもオートフォーカスはほとんどの場合失敗し、手動で距離を設定するしかありません。

残念ながら、一部のレンズに存在する「無限遠」インデックスもほとんどの場合、精度が足りません。



最適な焦点位置を見つける際、「無限遠」のインデックスマークは十分に正確ではありません。

明るい星を狙い撃ちし、カメラのディスプレイ上で高倍率で正確に焦点を合わせることができる「ライブビュー」機能を備えたカメラモデルがフォーカスに最適です。



オートフォーカススイッチは、MFに設定されたままとなります。



今、カメラを望む星空の領域に向けてください。広角レンズを使用する際は、前景を画像に取り込むことをお勧めします。例えば、風景や美しい木々などです。流星群の放射点を狙うと、明るい隕石を捉えるチャンスが必ずしも高まるわけではありません。流星が放射点に近づくほど、その軌跡は短くなります。したがって、放射点から離れた星空の領域も考慮に入れるべきです。そこでは特に長い軌跡を見ることができます。

焦点距離の選択には判断が必要です。非常に広い視野を持つレンズ、極端な場合は180度の画角を持つ魚眼レンズを使用すると、全天空を撮影できます。その場合、どこで明るい隕石が現れても見逃すことはありません。欠点は、軌跡の表示が非常に小さくなることです。もう一つの極端は、望遠レンズで比較的小さい天空領域のみを捉えることができるということです。その場合、特定の隕石が画面を通過する可能性は非常に低くなります。しかし、運が良ければ、軌跡は大きく、多くの詳細が表示されます。適切な妥協点は、標準レンズまたは軽量の広角レンズを選択することです。

複数のカメラを持っている場合は、複数のカメラと焦点距離で同時に作業することも検討できます。

適切な露出時間を決定する際に考慮すべきことは、線状の星像を受け入れることができるかどうかです。受け入れられない場合は、使用する焦点距離に応じて、このチュートリアルの第1部で議論された値に制限する必要があります。星の軌道が線状にならないようにし、夜空の残光によって露出時間が制限されます。場所や観測条件に応じて、過剰露出や完全に飽和した画素領域が生じないように注意する必要があります。

ケーブルまたはワイヤレスリモートシャッターを使用し、固定可能なシャッターボタンを備えている場合は、「トリガー連続撮影」をカメラに設定し、必要な露出時間を設定します。この場合、「BULB」を使用することはできず、代わりに多くのカメラモデルで最大30秒まで設定可能な固定露出時間を選択する必要があります。 ボタンを押してロックし、カメラはバッテリーが空になるか、メモリーカードがいっぱいになるまで自動的に次々と撮影します。

ただし、最終的な成功は露出中に画角内の特定の天空の場所に明るい隕石が現れる偶然に依存します。

画像処理

必要な処理ステップは、元の素材の性質に大きく依存しています。したがって、以下の説明は手順書ではなく、パターンとして理解すべきです。同じステップと値を別の画像にもそのまま適用すると、結果は場合によっては悲劇的になる可能性があります。

まず、Photoshopで流星の撮影のRAWファイルを開きます。 "Camera Raw"モジュールが表示され、画像が「現像」されます。ここで、重要な改善が行われます。 ヒストグラムの右上に表示される小さな黒い矢印をクリックして、オーバーエクスポージャー警告をオンにします:



Photoshopの「Camera Raw」コンバーターの「スタート画面」。 "リペア"スライダー（下の矢印）を右に移動させると、必要に応じて完全に飽和する前の明るい星を「救助」できます。 都市の光の放射が時折、赤みを帯びた明るい背景空を引き起こすことがあります。 これは画像およびそれに付随するヒストグラム（左の上矢印）が明らかに示すものです。 右上の赤い矢印は、画像内のオーバーエクスポージャー領域を検出するためにクリックする必要のある小さなボタンを示しています。

次に、色合いを取り除きます。そのために、温度と色調のスライダーが使用されます:



黄ばみを取り除くには、「温度」スライダー（上の赤い矢印）を左に動かします。 「色調」スライダー（下の赤い矢印）は、中立的な色合いの空と、赤、緑、青の3つのチャネルのヒストグラムを重ならせるために右に移動します（上の赤い矢印）。

次に、RAWコンバーターの3番目のタブであるDetailsをクリックし、画像のシャープネスとノイズリダクションを調整します:



行った設定の効果を確認するには、画像を「100%」サイズで表示することが賢明です。これを行うには、左の赤い矢印で示されたフィールドをクリックし、「100%」を選択します。 右の矢印は変更された設定を示しています。



シャープ化は行わず、量スライダー（一番上の矢印）を左にスライドさせました。これは、画像のシャープ化がノイズをより鮮明に表示する可能性があるためです。 一方、ノイズリダクションでは、レンズ又はカラーノイズのいずれもに対して、スライダーを右に動かすことにより対処しました。 カメラモデルや露出時間、ISO値によって、どの値が適切かを画像を見ながらプレビューウィンドウで判断する必要があります。

画像を開くボタンで、「画像の開発」を終了し、Photoshopでの最終的な調整を行います。

主に気になるのは、明るくなりすぎている空です。ですので、Photoshopのコマンド画像>調整>トーンカーブ…でヒストグラムをチェックしてみてください。最初に、3つのカラーチャンネルを組み合わせたヒストグラムが表示されます：



RGB（矢印）は、赤、緑、青のカラーチャンネルの組み合わせを表しています。

夜空の撮影では、主に暗い空を含んでいるため、ここでのヒストグラムの最大値が右にシフトしないようにする必要があります。そのため、各色のヒストグラムを左側（ブラックポイント）でカットして、「データ山」の急な上昇部分が切り捨てられないようにする必要があります。個別のカラーチャンネルを選択し、各チャンネルでこの操作を繰り返してください：



赤チャンネルを選択した後（上の矢印）、ヒストグラムの下部にあるブラックポイント（ヒストグラムの下にある小さな黒いマーカー、下の矢印）を「59」までシフトさせ、上昇部分の開始点の少し手前に位置させました。

緑と青の残りのカラーチャンネルについても同様に手続きを行い、各カラーチャンネルごとに適切な量を選択します。これにより、ヒストグラムをカットして色調が均一で暗い空と明るい星が映し出された写真が得られます：



RGBのヒストグラムをカットした結果、空は暗く、中立的な色調になりました。

最終的な結果に到達するために、微調整が必要な場合があります。例えば、Photoshopのコマンド画像>調整>カーブ…で軽微なコントラスト向上を行います：



シグモイド（S字形）曲線を利用してコントラストを向上させます。赤い矢印は、曲線が下に移動（左側の矢印）および上に移動（右側の矢印）した位置を示しています。

作業結果は次のようになります：



コントラスト向上により、流星が明るくなります。



光跡の色を引き立たせるために、この画像では彩度を上げることにしました。Photoshopで画像>調整>色相/彩度…を選択します。

以下のダイアログボックスが表示されます：



彩度を+35に増やすことが適切だと考えました。彩度を強調し過ぎると、色が不均一に見えることに注意してください。

完成した写真は、元のフル画像の一部ですが、次のようになります：



彩度が強調されたことで、この流星は最初には緑色を帯びていましたが、やがて赤みがかっていきます。

サンプル写真

特に素晴らしい写真ではありませんが、偶然の出来事を示すために掲載します。この写真は「運動」をテーマにしています。ISO 3200でフリーハンドで撮影し、木にもたれながら35mmレンズで絞り1:1.4、4秒間露光し、アンドロメダ銀河を撮影しようとしました。偶然、ペルセウス座流星群が銀河の真下を通過しました（全体像からの大きなクロップです）。

夏の天の川をバックにした六つのペルセウス座流星と小さな「横殴り」（断続的なメテオール）を捉えた写真。Canon EOS 20Daと2005年8月、11mm焦点距離、F値1:4の広角ズームを使用しました。ドイツでの悪天候のため、この写真を撮るためにフランスのアルザスに避難しました。

8mm焦点距離の魚眼レンズを使用して、フルサイズカメラ（Canon EOS 5D）で完全な円形の表現を得られ、ペルセウス座流星と天の川が捉えられています。下部には北斗七星も見えます。





メテオールの写真で幸運を得ることは簡単ではありませんし、頻繁にはありませんでした。そのため、「アストロノミー・ピクチャー・オブ・ザ・デイ」（APOD）のNASAアーカイブから他の写真家の印象的な写真へのリンクをいくつかご紹介します：

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap081011.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap080911.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap080814.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap080103.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap070812.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap061118.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap061023.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap041222.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap040813.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap031116.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap020816.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap011122.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap991202.html



注：

すべての画像例はフォトモンタージュではなく、チュートリアルで説明されている方法で作成されました。