機材なしの天体写真

20年前、星の写真を1枚撮るには、望遠鏡、追尾架台、冷却CCDカメラ、そしてノートパソコンが必要でした。人に見せられるものを生み出せる最安のセットでも数千ドルかかり、本物の天文の知識をいくらか学ぶ必要がありました。2020年ごろを境に、それがすっかり変わりました。ほどほどに暗い場所で柵の上に立てかけた最近のスマホは、1990年代なら小さな天文台が必要だった天の川の画像をとらえることができます。

これは大げさな話ではありません。いまあなたが持っているスマホは、ここ4〜5年ほどのiPhoneかGoogle Pixelであれば、本物の天体写真が撮れるカメラを備えています。プロの機材に比べれば性能は限られていますが、30年前にアマチュアにできたどんなことをもはるかに超えているので、何ができるかを知っておく価値があります。

できること

星と星座は簡単です。三脚に載せたスマホで数秒の長時間露光をするだけで、1枚あたり何百もの星が写ります。肉眼で見えるよりはるかに多くです。最近のスマホなら、暗い空の天の川を15秒露光で写すのは問題ありません。星の軌跡(1時間かけて撮った写真に見える、あの長い曲線の筋)も、短い露光をたくさん重ねれば簡単です。

月は美しく写ります。満月はとても明るいので、ふつうの昼間の設定で撮っても、本物の表面の細部が写ります。クレーター、暗い「海」、ティコの周りの明るい光条系。ズームレンズのあるスマホなら、スマホ以外の機材なしでこれをやってのけられます。

国際宇宙ステーションは、通過のあいだに撮った長時間露光に明るい筋として写ります。オーロラは、強いときには3〜5秒の露光できれいに写ります。

できないこと

細かいもの(惑星、銀河、淡い星雲)は、望遠鏡なしでは難しいか不可能です。スマホの写真から土星の環や木星の縞は見えません。アンドロメダ銀河は長時間露光で写りますが、出版された写真で見るような見事な渦巻きではなく、小さなしみとしてです。惑星は小さな円盤ではなく明るい点として写ります。星の色は、センサーの特性のため、ほとんど白として写ります。

「スマホで簡単」と「望遠鏡が必要」を分けるおおよその境目はこうです。人間の目に点の光に見えるものは写せる。構造を見るのに拡大が必要なものは写せない。

撮り方

大事なことは3つあります。スマホは露出を手動でコントロールできる必要があり、数秒間完全に静止している必要があり、そして無限遠にピントを合わせる必要があります。

最近のスマホのほとんどには、手動または「プロ」のカメラモードがあります。それを探してください。出発点として使う設定はこうです。ISOは800から3200のあいだ(高いほど感度が上がりますがノイズも増えます)、シャッターは10から30秒、ピントは手動で無限遠、ホワイトバランスは3500から4000ケルビンあたり(低照度での自動調整による橙色のかぶりを避けるため)。

最近のiPhoneには内蔵のナイトモードがあり、低照度で自動的に作動します。カウントダウンが現れたらスマホをしっかり静止させてください。手動コントロールほど良くはありませんが、気軽な星空写真には十分です。

最近のPixelには、もっと良いものがあります。天体撮影モードは、スマホが三脚に載って暗い空を向いていると検知すると、Night Sightの中で作動します。スマホは16秒の露光を15回別々に撮り、内部でそれらを重ね合わせて、低ノイズの合計4分露光を生み出します。とくに暗い空での結果は、本当に見事です。

手動モードがあって自動の天体機能がないAndroidスマホでは、コツはiPhoneの手動アプローチと同じです。ISOを設定し、シャッターを設定し、無限遠にピントを合わせ、三脚に頼りましょう。

安定

ここは譲れない部分です。20秒の露光のあいだに1ミリでも動いたスマホは、ぶれた星を生み出します。三脚か安定した面が絶対に必要です。安いスマホ用三脚は15ドルほどで、本気で取り組むなら、これが使えるいちばん良いお金です。

三脚がない場合、壁に立てかけたり岩に載せたりするのも間に合わせにはなりますが、カメラのレンズが空をはっきり見渡せて傾いていないか、注意しなければなりません。ほとんどのスマホのカメラはスマホの幾何学的な中心にはないので、背面を下にして平らに置いても、思ったとおりにはいかないことがよくあります。

それから、シャッターを直接押すのではなく、3秒のセルフタイマーを使いましょう。画面に触れただけでスマホは一瞬ぐらつき、その揺れは15秒の露光に写ってしまいます。セルフタイマーがこれを完全になくしてくれます。

500ルール

露光が長すぎると、星がトレイル(点ではなく短い弧)になりはじめます。露光のあいだに地球が自転するからです。最大の露光時間を割り出す昔ながらのルールが500ルールです。500を、35mm換算でのレンズの焦点距離で割ると、最大の露光時間が秒で出ます。

スマホの広角レンズ(25mm換算ほど)なら、計算上およそ20秒です。スマホの望遠レンズ(75mm換算)なら、約7秒です。それを超えると、はっきりとした星のトレイルが見えます。その範囲内なら、点の星が得られます。

高解像度センサーでより厳しい結果を求めて300ルールを使う人もいます。スマホは寛容なので、気軽な撮影には500で十分です。

重ね合わせ、ずるい裏技

本当の魔法は、もしずっと高価な機材を持つアマチュアに近い品質が欲しいなら、スタッキング(重ね合わせ)です。原理はこうです。空の同じ一画を短い露光でたくさん撮り、ソフトウェアでそれらを位置合わせして足し合わせます。信号(本物の星)は線形に増えていくのに対し、ノイズ(センサーのランダムさ)は平方根で増えます。20秒の露光を20枚スタックした結果は、20秒の露光よりも、1枚の400秒露光に近く、しかもノイズがずっと少なくなります。

重い処理は無料のソフトがやってくれます。Windows用のDeepSkyStacker、クロスプラットフォームのSiril、より単純な位置合わせにはSequator。空の同じ一画を20〜50枚撮って、それらを放り込んで、走らせるだけです。初めてスタックの結果を見たとき、同じスマホがこんなに違う画像を生み出せるのかと不思議に思うでしょう。

Pixelの天体モードはこれを内部でやっています。だからPixelの結果はあんなに良いのです。カメラアプリの中で、あなたが知らないうちに、4分ぶんのスタッキングを自動で行っているのです。

最後にひとつ

カメラはあなたの目が暗順応している必要はありません。でも、あなた自身には必要です。白い光を見ずに20〜30分外にいると、最初の瞬間よりずっと多くの空の細部が見えるようになります。つまり、フレームに何が入っているかを実際に分かったうえで、よりよく構図を決められるということです。待つ価値があります。