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夜に外出して、低く低く輝く中秋の名月の写真を撮ったことはありますか?それとも、ハッブル宇宙望遠鏡で撮影された画像を閲覧したことがありますか?これらの質問のいずれかに「はい」と答えた場合は、すでに天体写真の世界に慣れ親しんでいます。

天体写真とは、コンパクトカメラ、ハッブル宇宙望遠鏡、またはその他の種類のカメラを使用して、単に宇宙にある物体の写真を撮ることです。月から天の川まで、あらゆるものを題材にすることができます。

1840 年、ジョン ウィリアム ドレイパーの月のダゲレオタイプは、北米で撮影された最初の天体写真となりました [出典: ]。ダゲレオタイプなどの写真への初期の進出や、今日の現代のカメラには、さまざまな物体から反射された光を捉えることが含まれています。天体写真の場合、この光はたまたま宇宙から来ています。カメラがどのように光を捉えて画像を保存するかを理解するには、 「カメラの仕組み」で詳細を参照してください。

初期の写真家たちは、被写体を探して目を空に向けることが多く、それ以来、天体写真は人気の娯楽であり続けています。アマチュアやプロの天体写真家は、望遠鏡やカメラを天に向けて、近くの恒星から遠すぎて理解できない星雲に至るまで、あらゆるものの鮮やかで息をのむようなショットを撮影します。

宇宙と写真技術の研究が進歩するにつれて、天文台や軌道望遠鏡は天体を撮影する伝統を拡大してきました。今日に至るまで、科学者たちは常に限界に挑戦し、長距離でより高い写真精度を達成するための新しい技術やツールを開発しています。

誰かが月上の人間の天体写真を撮ったかどうか知りたくありませんか?天体写真を詳しく見て、あなたが次の星空の写真家になれるかどうかを見つけてみましょう。

天体写真の基礎

多くの愛好家やプロの写真家は、フィルムカメラやデジタルカメラを使用して天体写真を撮影しています。また、愛好家の中にはウェブカメラや他の種類のビデオ カメラを使用している人もいます。これらの写真家は、結像力を向上させるために、さまざまな倍率レベルのさまざまな望遠鏡に記録機器を取り付けたり接続したりできます。望遠鏡や三脚もデバイスを安定させ、より鮮明な画像を実現します。

他の機器も同様に便利です。ガイド スコープとガイダーは、地球の回転に合わせて長時間露光用にカメラの位置を調整するのに役立ちます。タイマー付きリモコンは、正確なタイミングで長時間の多重露光を行う際のプレッシャーを軽減します。望遠レンズは、フレーム内の撮影対象のサイズを大きくすることで、いわば実物よりもすべてを大きく見せることができます。これらは、天体写真の品質を向上させるのに役立つ機材のほんの一部にすぎません。

機器だけでは、天体写真に関連するすべての課題を解決できるわけではありません。たとえば、乱流大気、浮遊粉塵や湿気、光害、厄介な昆虫などからの干渉を回避する必要があります。また、地球の回転に合わせて長時間露光で焦点を合わせ続ける方法も必要になります。経験豊富な天体写真家は、（カメラの安定性を向上させるために）シャッター リリース ケーブルの使用を可能にする手作りのブラケットを作成するなど、これらの障害のいくつかを克服するいくつかの方法を発見しました。多くの宇宙愛好家は、自分の Web サイトや天体写真の出版物を通じてヒントを提供しています (これらのヒントの一部を見つけるには、「詳細情報」ページのリンクにアクセスしてください)。

良い天体写真を撮るコツは、さまざまなシャッタースピードと絞り設定を同時に試しながら、これらの障害を克服することです。天体写真では淡い天体が写ることが多いため、主な目的の 1 つは、ショット内に十分な光を取り込むことです。非常に暗い天体の場合、追加の目標は、後でそれらを重ね合わせるために、その画像の十分な複製を取得することです。詳細については、 「写真フィルムのしくみ」で説明します。

天体写真は長いシャッター露出で撮影されることが多いですが、短い露出を何度も撮影し、後で組み合わせて作成することもできます。画像を撮影したら、コンピューター ソフトウェアを使用して画像を重ねて、より鮮明で鮮明な合成写真を作成できます。多くの場合、天体写真家は高品質の完成品を得るために画像を積み重ねる必要があります。多重露出の撮影は、日食などの現象を撮影するためのかなり一般的なテクニックです。天体写真家は数分ごとに広角ショットを撮影してイベントの進行を記録し、すべてのステージを 1 つの完成した画像として表示します。

もう 1 つの興味深いテクニックは、地球の自転によって生じるぼやけを利用することです。これらの星の軌跡の画像は、色が変化する縞模様のぼやけとして月食を描写したり、中央ハブを周回する星域全体を描写したりする可能性があります。

天文台で撮影された天体写真は、アマチュアが撮影したものよりも洗練されたものになる傾向があります。たとえば、ハワイのケック天文台を考えてみましょう。それは、夜空全体の物体の信じられないほど高解像度の画像とスペクトル分析を収集するのに忙しい多くの超高感度の機器を備えています。ケックは、その詳細な写真を通じて、小さな褐色矮星、木星の荒れ狂う天候、超高密度の銀河、その他の天体の出来事について詳しく知ることができます。

言うまでもなく、ケックの施設は誰でも利用できるわけではありません。科学者は検討のためにプロジェクト計画の詳細を記載した提案書を提出する必要があります。ただし、多くの小規模な天文台は特定の夕方に一般公開されています。また、お住まいの地域に、星空観察や天体写真撮影のセッションのために集まる天文学クラブがあるかもしれません。

ここで、ありふれた装備を使ったり、天文台に行ったりするだけで、ここ地球上で何が達成できるのかを見てきました。次は、強打者たちが上空から何を眺めているのかを見てみましょう。

軌道上での天体写真撮影

現実的な視点を検討したので、軌道上での天体写真の機能を調べてみましょう。おそらく、宇宙で撮影された最もよく知られた写真は、ハッブル宇宙望遠鏡からのものでしょう。しかし、 NASA の大天文台プログラムの最新かつ最後の望遠鏡であるスピッツァー宇宙望遠鏡が、最近注目を集めています。

元々は宇宙赤外線望遠鏡施設と呼ばれていたスピッツァーは、2003 年 8 月にケープカナベラルから打ち上げられました。2008 年 6 月に、スピッツァーの傑作が公開されました。この望遠鏡は、さまざまな赤外線波長で 800,000 枚以上の写真を収集し、それらを合成してつなぎ合わせて、豪華な疑似カラーの銀河地図を作成しました [出典: ]。

スピッツァーの画像処理能力は、電磁スペクトルの赤外線部分にアクセスすることで、天の川の反対側まではっきりと見ることができます。赤外線周波数は、スペクトル上でマイクロ波の周波数と可視波長（私たちが光として認識するもの）の間にあります。人間は赤外線の波長では何も見ることができないため、これらの画像は偽色であるに違いありません。光とその周波数について詳しくは、 「光の仕組み」を参照してください。ハッブルは紫外、可視、近赤外の波長を観測するために使用されていましたが、宇宙の塵や乱雑な空間を飛び越えて銀河の遠くまでを驚くほど鮮明に見ることができたのはスピッツァーだけです。

そしてその光景とともに驚くべき啓示がもたらされます。研究者は現在、銀河の配置と構成に関する豊富な詳細を精査できるようになりました。たとえば、スピッツァー画像の初期の研究により、研究者は天の川の形についてより明確なアイデアを得ることができました。これらの写真は、天の川銀河が棒状渦巻銀河であることを示唆しており、科学者らは、この銀河には中央の長い棒の両端から伸びる主要な渦巻腕が 2 本しかないと考えています。これは、天の川に関する初期の理論からの発展です。何十年もの間、私たちはそれを中央に銀河の膨らみを持つ 4 本の腕を持つ渦巻銀河として想像していました。つい最近、天文学者らは、私たちの銀河は棒状渦巻銀河であると理論づけましたが、依然として 4 つの主要な腕を誇っていました。

地球を周回する他の NASA の天文台も、宇宙に関する私たちの知識を広げる上で役割を果たしています。破壊的な大気の干渉の上空に位置し、大気の擾乱前に受信した画像を送信します。たとえば、ハッブル宇宙の驚異的に高出力の画像は、近宇宙と深宇宙の両方の物体に対する私たちの理解を深めました。チャンドラ X 線天文台は、超新星やブラック ホールなどの宇宙現象に関する情報の収集に熱心に取り組んでおり、少なくとも 2009 年までは収集を続けるでしょう。コンプトン ガンマ線天文台は 1991 年から 1999 年まで運用されており、そのレンズを投げかけています。太陽フレア、クエーサー、さまざまな宇宙相互作用に向けて。

天体写真の世界について知ったところで、宇宙があなたのミューズになるでしょうか?天体写真と宇宙について詳しくは、次のページのリンクをご覧ください。

情報源

私たちは皆、夜空や遠くの星雲の素晴らしい写真を見たことがあるでしょう。それらは息をのむほど美しいものですが、それらの写真がどのように撮影されたのか疑問に思ったことはありますか?もしかしたら、 結婚式、ポートレート、自然の写真家と同じように、宇宙の写真を撮ることでキャリアを築くことができないか考えたことがあるかもしれません。

宇宙写真 (または天体写真) は芸術であり科学でもあり、人類が星、月、火星に注目するにつれ、宇宙の写真の需要が高まっています。しかし、プロの天体写真家としてキャリアを築くことができるでしょうか?

2人の専門家に話を聞いて調べてみました。デビッド ブランチフラワーは天体物理学者であり、受賞歴のある天体写真家であり、ウィル ゲイターは天文学者、科学ジャーナリスト、天体写真家です。これらは共に、プロの天体写真家になる見通しと、これをキャリアとして追求した場合に何が期待できるかについて、複数の視点を提供します。

適切なギアを入手する

知識、才能、忍耐力は重要ですが、プロの天体写真家とアマチュアを区別するのは機材であり、通常、機材には金銭的投資が必要です。

「スマートフォンのカメラだけですばらしい天体写真を撮ることができます」とゲイター氏は電子メールで語った。しかし、「一般的なプロの仕事では、コーヒーテーブルの本、雑誌の見開きページ、さらには 4K テレビなど、大きなフォーマットで使用できる高品質の印刷解像度の画像を撮影できるものが必要になります。私は通常、300 dpi で印刷すると直径約 0.5 メートル [20 インチ] の画像が得られるフルフレーム DSLR を使用しています。」

グリニッジ王立美術館も、写真家が長時間シャッターを開けておくことができる DSLR (デジタル一眼レフ) カメラを推奨しています。 「これは、暗い夜景の撮影に最適で、かすかなオブジェクトや遠くのオブジェクトを捉えるためにできるだけ多くの光が必要な場合に最適です。」

ブランチフラワー氏も同意する。 「これから始める人は、広角からクローズアップまで写真を撮るために、さまざまなレンズを備えたデジタル一眼レフカメラを手に入れましょう。良いカメラを見つける最良の方法の 1 つは、あなたが尊敬する天体写真家の何人かを見て、どのような機材を使用しているかを尋ねることです。」彼らは始めて、今も使っているのですが、良い三脚も必須です」と彼はツイッターで語った。

練習、練習、練習

プロの宇宙写真家になるために必要なリソースは、優れた機材だけではありません。天体写真が上手になるには時間も必要です。「とにかく練習を続けて、新しいことに挑戦し続けることです。写真で何を伝えようとしているのか、そしてどのように引き出して演出するのかを常に考えてください。したがって、これは、構図についてよく考えることを意味します」とゲイター氏は言います。 「星空の下に出かける前に、プラネタリウム ソフトウェアを使用して、何をイメージし、どのようにフレームに収めるかを検討することもできます。これにより、大きな違いが生まれます。時には何年も前から写真を計画することもあります。」

写真の計画に役立つ、 や などの無料の天文ソフトウェアプログラムを見つけることができます。 NASA は、 を提供する多くのサイトのうちの 1 つにすぎません。

ゲイター氏によると、後処理を学ぶことも画像制作の大きな部分を占めます。 「技術的で実践的なことは、繰り返し練習することで学ぶことができます。また、これを補足できる膨大な量の情報がオンラインや雑誌にあります。」

一般に、宇宙写真家は暗く晴れた空の下でのみ撮影します。 「好天に頼らなければならないときは、非常にイライラすることがあります」とブランチフラワー氏は言います。 「忍耐と粘り強さが鍵です。」

天体写真家の就職市場

ゲイターは、有名で高収入の天体写真家であるにもかかわらず、それが彼の「日中の仕事」ではなく、さらには毎晩の仕事であることを認めています。 「ほとんどの時間、私は天文学ジャーナリストとして働いており、それに他のメディアや公共参加プロジェクトも混じっています。」と彼は言います。 「私のプロとしての天体写真の仕事は、まさにそれに当てはまります。世の中には素晴らしい仕事をしている素晴らしい天体写真家が文字通り何千人もいます。とはいえ、フルタイムの仕事として天体写真を撮っている人が何人いるのか、私には見当もつきません。」

ブランチフラワー氏も同意する。 「この種の写真を撮る人は特に無料でたくさんいるので、それでお金を稼ごうとすると、たくさんの競争が生まれます。」

ほとんどの天体写真家は、収入を他の仕事で補っている可能性があります。写真に情熱を注いでいる場合は、ブランチフラワー氏がアドバイスするように、天体写真と他の仕事を組み合わせることを検討してください。 「生計を立てるのは簡単ではありません。フリーランスの天体写真撮影と、結婚式などの他の種類の写真撮影を組み合わせるのがおそらく最善でしょう」と彼は言う。

「私にとって、天体写真は幅広いフリーランスの仕事の 1 つであり、それが私の唯一の仕事ではありません」とゲイターは語ります。 「そして幸運にも、長年にわたってさまざまな編集者、出版社、プロデューサーと素晴らしい仕事上の関係を築くことができ、彼らとのコラボレーションを非常に楽しんでいます。」

他の強力な望遠鏡と同様に、電波望遠鏡は、より良く認識できるように高高度に設置されることがよくあります。次に、夜間の電波望遠鏡の画像をご覧ください。

このデジタル拡張では、夜間の電波望遠鏡が表示されます。これらの機械は眠らず、毎日、一日中電波を記録します。次の写真で、興味深い隣人を備えた電波望遠鏡を見てください。

この電波望遠鏡は古い風車のそばにあり、空の電波活動をスキャンしています。この望遠鏡とは異なり、次の写真に示すように、ほとんどの電波望遠鏡はグループで使用されます。

これらの望遠鏡は国立電波天文台に属しており、非常に高解像度の画像を生成します。次の写真では、まったく異なる角度からの望遠鏡をご覧ください。

これは、プエルトリコのアレシボ天文台にある電波望遠鏡を低い角度から見た図です。次に、別の電波望遠鏡の場所を見てみましょう。

アリゾナ州キットピーク天文台にあるこの電波望遠鏡は、プロの天文学者によって広く使用されている数多くの電波望遠鏡のうちの 1 つです。次の写真では、天文学者が巨大な電波望遠鏡の上に座っています。

天文学者のジル・ターターはアレシボ天文台の望遠鏡のてっぺんに座っています。ターター博士は、著名な SETI Institute の科学者、著者、講演者です。次の写真の男性と同じように、彼女は天の神秘にインスピレーションを受けています。

アレシボ天文台のロケ地にいる写真家で作家のルイ・シホヨス。次の写真の放物線望遠鏡をご覧ください。

この放物線航空望遠鏡は、私たちの天の川銀河から発生する放射線を測定するために使用されます。何が見つかるでしょうか？次の写真の男性も同じことを疑問に思っているかもしれません。

この男も、それまでの世代と同じように、未知のものを畏怖の念を持って見つめています。電波望遠鏡が宇宙の生命体を発見する日は来るのでしょうか？

空に広がる天の川を見たり、最近の素晴らしい彗星や惑星の合体の一つを見つけることほど素晴らしいことはありません。望遠鏡を追加すると、夜空の驚くべき驚異を真に解き放つことができます。しかし、私たちのほとんどは光汚染地域に住んでおり、特定の夜に星空の中に何が見えているのかを実際に知ることは困難です。

そこで天文学ソフトウェアの登場です。天文学ソフトウェアを使用すると、暗い場所を見つけたり、曇り空を心配したりすることなく、夜空について詳しく学ぶことができます。利用可能なオプションは多数ありますが、ほとんどの天文学者 (アマチュアとプロの両方) は次の 1 つを選択する傾向があります。

Stellarium または他の天文学ソフトウェアの使用方法を学ぶことを選択するかどうかに関係なく、地球から私たちの目や望遠鏡で見えるものは、私たちの天文学の理解のほんの表面にすぎないことがすぐにわかります。天文ソフトウェアをマスターしたら、さらに星空観察に興味が持てるように準備してください。

天文学ソフトウェアの力

天文学ソフトウェアが非常に強力なのは、夜空の実際の現象のシミュレーションを確認できるという事実です。地球上の自分の位置から今夜何が見えているのか知りたい場合でも、過去数年間に話題になった天文現象の 1 つについて詳しく知りたい場合でも、Stellarium などの天文ソフトウェアを使用して知識への渇望を潤すことができます。 。

Stellarium は、利用可能ないくつかのうちの 1 つにすぎません。他には (WWT) および が含まれます。これらのプログラムはそれぞれ、わずかに異なるエクスペリエンスを提供します。異なる夜空マップを備えたプログラムもあれば、より使いやすい (またはより複雑な) ユーザー インターフェイスを提供するプログラムもあります。ほとんどの人は Stellarium を使用するため、これが最も人気のある天文学ソフトウェア プログラムの 1 つになっています。

ステラリウムで星空観察

Stellarium のような天文ソフトウェアを使用すると、夜空に「見える」素晴らしい天体がたくさんあります。

「Stellarium のようなソフトウェアを使用すると、恒星、惑星、銀河、星雲、小惑星、彗星、さらには人工衛星や国際宇宙ステーションなど、あらゆる場所から、特定の夜に空に見えるものを探索できます」と博士研究員のアンドリュー ウィリアムソン氏は述べています。英国ポーツマス大学のフェロー。これらの天体の多くは、光害、地理的位置、またはその他の理由により、裏庭からは見えない可能性があります。多くの天体が遠すぎて、高性能の家庭用望遠鏡がなければ見ることができないことは気にしないでください。

また、望遠鏡を持っている人にとって、Stellarium やその他の天文ソフトウェアは、自分で何が見えるかについてのガイドとして役立ちます。「望遠鏡で何が見えるかを知りたいアマチュア天文学者にとって、ソフトウェアはこれをシミュレートすることもできます。コンピュータ化された望遠鏡マウントがあれば、それを制御するためにいくつかのプログラムを使用することもできます」とウィリアムソン氏は言います。

ただし、Stellarium やその他の天文ソフトウェアで見られるのはそれだけではありません。 「私はまた、逆行運動や光害の影響などの天文学の概念を説明するためにそれを使用しました」とウィリアムソン氏は続けます。 「これにより、暗い空の場所を保存することがなぜ重要なのかを自分自身や他の人に教えるための強力なツールとなり、また、夜空の出来事に関する注目を集める見出しを分かりやすく理解することができます。」

Stellarium は学習する価値がありますか?

Stellarium のような天文ソフトウェアに興味がある場合、ソフトウェアがどのように機能するかを理解するために「学習曲線」を費やす価値があるかどうか疑問に思うかもしれません。ウィリアムソン氏もこれについていくつかの考えを持っています。「誰もが良いプラネタリウム ショーを愛していますが、自宅で携帯電話やコンピューターから夜空を探索したい場合は、誰もが満足できるオプションがたくさんあります。

「空を見上げて、何を見ているのだろうと思ったことがあるなら、すぐに開いて空を指して確認できる携帯電話用のアプリ（ステラリウムのような無料のものを含む）があります。」と彼は続けます。 。

また、他の天文ソフトウェアと比較して Stellarium を使用するべきかどうかについては、「Stellarium は無料で使用でき、モバイル版と Web 版があり、誰でも簡単に始められるため、特に優れています」とウィリアムソン氏は言います。 「さらに高度な機能と、カスタマイズ可能なダウンロード可能なプラグインも備えているため、たとえば、天体写真に興味がある人は、観測の計画と実行に役立つ望遠鏡プラグインをダウンロードできます。」