デ ジ タ ル 一 眼 レ フ カ メ ラ を 使 っ た 簡 単 な 光 害 調 査 方 法
桝 井 俊 彦 （ 大 阪 府 教 育 セ ン タ ー ）
The simple method of investigating the light pollution using a digital single lens reflex camera
Toshihiko Masui (Osaka Prefectural Education Center)
Abstract
These days, in taking an astrophotograph, it is more popular using the digital camera than using the film camera. Also for the popularization of personal computer, processing the photograph by the computer is in general. So I tried to develop the simple method of investigating the light pollution by using a digital single lens reflex camera, which is practical at the school.
１ ． 目 的 光 害 は ， 直 接 的 に は 夜 空 の 背 景 の 明 る さ を 写 真 測 光 す る こ と に よ り 求 め ら れ る ． 実 際 に よ く 行 わ れ て い る の は ， 夜 空 の 恒 星 を 眼 視 に よ っ て 観 察 し た り ， 写 真 撮 影 を 行 っ て 恒 星 の 限 界 等 級 を 求 め る と い う よ う な ， 間 接 的 に 夜 空 の 明 る さ を 知 る と い う 簡 単 な 方 法 で あ る ． 近 年 は 天 体 写 真 撮 影 に も デ ジ タ ル カ メ ラ が 使 用 さ れ る よ う に な り ， コ ン ピ ュ ー タ の 普 及 に よ っ て ,撮 影 さ れ た デ ー タ を 画 像 処 理 す る こ と も 一 般 化 し て き て い る こ と か ら ， 学 校 で も 実 施 で き る よ う な デ ジ タ ル 一 眼 レ フ を 使 っ た 簡 単 な 光 害 調 査 方 法 の 開 発 を 試 み た ． ２ ． 写 真 限 界 等 級 を 求 め る 方 法 （ １ ） 星 図 に よ り 恒 星 を 同 定 し て 等 級 を 調 べ る 方 法 星 図 と 見 比 べ て 恒 星 を 同 定 し そ の 等 級 を 知 る の は 児 童 生 徒 に も で き る 簡 単 な 方 法 で あ る ． 本 稿 で は , フ リ ー ソ フ ト ウ ェ ア の 「 Hn sk y(正 式 名 H all o nor the rn s ky）」 に よ り 作 成 し た 星 図 を 使 用 し た ． こ の ソ フ ト は ,製 作 者 Han Kleijn氏 の ホ ー ム ペ ー ジ "Hallo northern sky" (http:// www.hnsky.org/software.htm)よ り ダ ウ ン ロ ー ド で き る ． 日 本 人 に よ る 日 本 語 化 フ ァ イ ル も 公 開 さ れ て い る （ 佐 藤 正 紀 氏 の ホ ー ム ペ ー ジ http://hosi.gozaru.jp/Hnsky)． こ の ソ フ ト ウ ェ ア は 非 常 に 高 機 能 で あ り ， GSC-ACT星 表 を 使 っ て ， 最 大 20等 ま で 表 示 す る こ と が で き る ． し か し ， す べ て の 20等 ま で の 恒 星 が 表 示 さ れ る の で は な く ， ま た ， デ ジ タ ル 一 眼 レ フ カ メ ラ を 用 い て 撮 影 し た 写 真 に は 筆 者 が 予 想 し て い た よ り も は る か に 等 級 の 暗 い 恒 星 ま で 写 っ て い て ， こ の 星 図 を 用 い て も 写 真 限 界 等 級 を 求 め る こ と が で き な い こ と も あ っ た ． （ ２ ） 天 体 画 像 処 理 ソ フ ト ウ ェ ア を 用 い て 等 級 を 調 べ る 方 法 初 め は 国 立 天 文 台 が 提 供 し て い る フ リ ー ソ フ ト ウ ェ ア で あ る 「 す ば る 画 像 解 析 ソ フ ト ： マ カ リ 」を 使 用 す る 予 定 で あ っ た ．し か し ，天 文 分 野 で 使 わ れ る 画 像 フ ァ イ ル の 形 式 で あ る FITS (T he Flexible Image Transport System)画 像 の み の 光 度 測 定 に 限 定 さ れ て い て ， 一 般 的 な 画 像 フ ァ イ ル を 扱 う こ と が で き な い た め ， 市 販 ソ フ ト ウ ェ ア で あ る 「 ス テ ラ イ メ ー ジ V er .5 」（ ア ス ト ロ ア ー ツ 社 ） を 使 用 し た ．
３ ． 写 真 限 界 等 級 の 測 定 の 実 際
天 体 写 真 は , 望 遠 レ ン ズ を 付 け た デ ジ タ ル 一 眼 レ フ カ メ ラ を 赤 道 儀 に 載 せ , 追 尾 撮 影 を 行 っ た 。
共 通 デ ー タ
使 用 カ メ ラ キ ヤ ノ ン EOS Kiss Digital 使 用 レ ン ズ 焦 点 距 離 200mm望 遠 レ ン ズ
絞 り F2.8開 放 （ ニ ュ ー ジ ー ラ ン ド で の 写 真 の み F3.2） カ メ ラ ISO感 度 800
保 存 画 質 Ｒ Ａ Ｗ
現 像 ソ フ ト ウ ェ ア EOS Viewer Utility （ １ ） 大 阪 府 池 田 市 に お け る 撮 影 結 果 伊 丹 空 港 が 近 く に あ り ， 中 国 自 動 車 道 も 通 っ て い る の で 自 動 車 に よ る 煤 塵 が 多 い ． 環 境 省 の 光 害 調 査 に お い て ， 全 国 で 最 も 星 が 見 え な い 地 域 に も 選 ば れ た こ と も あ る ほ ど の 光 害 の 程 度 が 非 常 に 大 き い 場 所 で あ る ． 写 真 は ， 筆 者 の 自 宅 前 に お い て 2005年 ４ 月 ９ 日 午 前 １ 時 頃 に う し か い 座 の ア ル ク ト ゥ ー ル ス 付 近 を 撮 影 し た も の で あ る ． 図 １ は 15秒 間 露 光 し た 写 真 か ら ， 恒 星 を 同 定 す る 際 の 目 印 に な り や す い よ う に ア ル ク ト ゥ ー ル ス 付 近 を 拡 大 し て 明 暗 を 反 転 し た も の で あ る ． こ れ を Hnskyで 同 じ 画 角 を 表 示 さ せ た 図 ２ と 比 較 し て み る と ，「 − − 」 印 を し た 恒 星 が 最 も 暗 く 12.2等 で あ る こ と が わ か る ． こ れ は ， 眼 視 に よ る 限 界 等 級 は ３ 等 程 度 で あ っ た こ と か ら ， 筆 者 の 漠 然 と し た 予 想 よ り も 暗 い 恒 星 ま で 写 っ て い た ． 図１ 拡大・明暗反転 図２ 左図と同写野の星図
（ ２ ） 大 阪 府 豊 能 郡 能 勢 町 に お け る 撮 影 結 果 大 阪 府 最 北 部 に あ り ， 大 阪 市 中 心 部 か ら 北 へ 距 離 30Km， 自 動 車 に 乗 れ ば 約 １ 時 間 で 着 く 場 所 で あ る ．山 間 部 で あ る が ，南 東 か ら 南 西 に か け て 高 度 45° 位 ま で 都 市 に よ る 光 が 広 が っ て い る ． 天 頂 付 近 で は ， 眼 視 に よ る 限 界 等 級 は ５ 等 程 度 で あ る ． 図 ３ は ， 2004年 １ 月 24日 午 前 ０ 時 頃 に 59秒 間 露 光 に よ り 撮 影 し た Ｍ 45（ す ば る ） で あ る ． 一 部 分 を 拡 大 し た 図 ４ と 図 ５ の 星 図 を 比 較 す る と 「 − − 」 印 を し た 恒 星 が 最 も 暗 く 写 真 限 界 等 級 は 13.7等 で あ っ た ． 図３ Ｍ45（すばる） 図４ 拡大・明暗反転 図５ 左図と同写野の星図
（ ３ ） 奈 良 県 吉 野 郡 野 迫 川 村 に お け る 撮 影 結 果 大 阪 市 中 心 部 か ら 南 西 へ 距 離 50Km， 自 動 車 に 乗 っ て 約 ３ 時 間 で 着 く 紀 伊 山 地 の 標 高 約 1000m の 山 の 稜 線 上 に あ る ． 北 側 は 高 度 60° 位 ま で 都 市 に よ る 光 が 広 が っ て い る が ， 南 側 は 遠 く の 山 の 稜 線 ま で 星 が 見 え ， 眼 視 に よ る 限 界 等 級 は ６ 等 で あ る ． 図 ６ は ， 2004年 ４ 月 17日 午 前 ２ 時 頃 に 300秒 間 露 光 に よ り 撮 影 し た 撮 影 し た さ そ り 座 の ア ン タ レ ス と 付 近 に あ る 散 光 星 雲 で あ る ． 一 部 分 を 拡 大 し た 図 ７ と 図 ８ の 星 図 を 比 較 す る と 「 − − 」 印 を し た 恒 星 が 最 も 暗 く 写 真 限 界 等 級 15.4等 で あ っ た ． 図６ さそり座のアンタレスと付近にある散光星雲 図７ 図８
（ ４ ） ニ ュ ー ジ ー ラ ン ド ・ カ ン タ ベ リ ー 州 テ カ ポ に お け る 撮 影 結 果 こ の 場 所 は 光 害 が な く ， 黄 道 光 や 対 日 照 も 見 え る 最 良 の 空 で あ る ． 天 体 写 真 に 悪 影 響 を 及 ぼ す の は 南 の 方 に 出 現 す る オ ー ロ ラ だ け で あ る ． 当 然 の こ と な が ら 眼 視 に よ る 限 界 等 級 は ６ 等 で あ る ． 図 ９ は ， 2006年 ４ 月 １ 日 １ 時 頃 に 300秒 間 露 光 に よ り 撮 影 し た 撮 影 し た ケ ン タ ウ ル ス 座 の 電 波 銀 河 と オ メ ガ 星 団 付 近 で あ る ． こ の 写 真 の み 絞 り F3.2で あ る ． 一 部 分 を 拡 大 し た 図 10と 図 1 1 の 星 図 を 比 較 し て み た と こ ろ ， よ り 暗 い 恒 星 が 多 く あ る に も か か わ ら ず ， 星 図 上 に あ っ た 最 も 暗 い 恒 星 は 1 5 . 0等 で あ り 写 真 限 界 等 級 を 測 定 す る こ と が で き な か っ た ． そ こ で ， ス テ ラ イ メ ー ジ を 用 い て 等 級 を 調 べ て み た の が 図 12で あ る ． 図 1 2 で は 17 . 8 18 等 の 測 定 値 が 表 示 さ れ た ． 恒 星 を 指 定 す る 円 が 他 の 恒 星 に 重 な ら な い よ う に す る た め ， 測 定 に 使 え る 暗 い 星 を 探 す の は 難 し か っ た ． こ の 値 を 正 確 な も の と し て 扱 う に は 問 題 が あ る が ， 現 地 で 夜 空 を 見 た 実 感 か ら は ， 大 ま か な 値 は 得 ら れ て い る と 思 わ れ る ． 図９ ケンタウルス座の電波銀河とオメガ星団付近 図10 拡大 図11 左図と同写野の星図
４ ． 写 真 限 界 等 級 の 測 定 結 果 と 光 害 に つ い て 測 定 結 果 は 次 表 の よ う で あ っ た ． 写 真 限 界 等 級 は 光 害 の 程 度 を 示 し て い る こ と が わ か る ． ま た ， 露 光 時 間 か ら も 光 害 の 程 度 が 分 か る ． 露 光 時 間 が 長 い と い う こ と は ， そ れ だ け の 時 間 で は 背 景 が 白 く 飽 和 し な い と い う こ と で あ り ， 空 が 暗 い と い う こ と で あ る ． 観 測 地 写 真 限 界 等 級（ 等 ）露 光 時 間（ 秒 ） 大 阪 府 池 田 市 12.2 15 大 阪 府 豊 能 郡 能 勢 町 13.7 59 奈 良 県 吉 野 郡 野 迫 川 村 15.4 300 ニ ュ ー ジ ー ラ ン ド ・ カ ン タ ベ リ ー 州 テ カ ポ 15.0（ 参 考 値 17.8） 300 同 じ 場 所 で も 気 象 条 件 等 に よ り 光 害 の 程 度 は 日 に よ っ て 異 な る う え ， 場 所 が 違 え ば そ れ 以 上 に 条 件 が 異 な る の で 絶 対 的 な 光 害 の 比 較 は 難 し い ． し か し ， 大 ま か な 傾 向 を 調 べ る こ と は で き る ． ５ ． ま と め デ ジ タ ル 一 眼 レ フ カ メ ラ の 普 及 に よ り ,従 来 よ り も ラ ン ニ ン グ コ ス ト が 掛 か ら な い と い う 点 で 安 価 か つ 簡 単 に 光 害 を 調 査 す る こ と が で き る と い う こ と が わ か っ た ． デ ジ タ ル 一 眼 レ フ カ メ ラ で の 撮 影 は 短 時 間 で 済 む の で 、 小 型 で 簡 単 な 赤 道 儀 を 使 う こ と が で 図12 ステライメージによる光度測定１
