愛媛県総合科学博物館研究報告

Bulletin of Ehime Prefectural Science Museum, No.28（2023）, p. 109－122

事業報告

企画展「天体写真で見る宇宙」実施報告
鈴木裕司 *

Report on the Planned Exhibition“Universe Seen via Photographs of Astronomical Objects”
SUZUKI Yuji

Abstract： The planned exhibition“Universe seen via photographs of astronomical objects”intended to makestars on the night sky and objects in the universe seamless through experiences of ﬁnding objects in high-resolution
photographs of constellations. For this purpose, large and high-resolution image was created processing the image
data of Digitized Sky Survey automatically. Since little explanation was exhibited adopting approach to understanding
through looking at the photographs, it would be difﬁcult for people who are not interested in stars to understand. To
make exhibition being easier, supplementary materials such as“handwritten explanations”,“picked-up objects to beﬁnd”and“star chart for ﬁnding objects”were made.
キーワード：星座，天体写真，デジタイズドスカイサーベイ，高解像度，パノラマ，天体探し
Key words： constellation, photograph of astronomical object, Digitized Sky Survey, high resolution, panorama,ﬁnding astronomical objects

はじめに的には歴史的な文献や過去に使われていた道具であり，天文学の対象物そのものを資料とすることができない．

本稿では，愛媛県総合科学博物館（以下，当館）でそのため，宇宙開発ではない天文・天体の展示というと，2022 年 12 月 10 日から 2023 年 1 月 29 日まで開催した天文学の解説の展示や天体写真展が主となる．前者は解企画展「天体写真で見る宇宙」（以下，「当企画展」）に説が主体となり文字が多くなるため，資料を見ることでついて報告する．当企画展は，高解像度かつ広範囲の星理解を深める展示手法とはいいがたい．後者は展示物の座の写真を作成し，大判印刷したものを展示することで，数において体系的・網羅的というには少ない．そこで，写真を通じて天体探しをすることができる展示である．

見栄えのする天体だけではなく，数多くの天体の写真を1922 年の第 1 回国際天文学連合総会によって現在使わ展示することで夜空の博物学ともいうべき展示を実現しれている 88 星座の星座名が定められてから 100 周年でたいと考えた．

あることから，星座を入り口として宇宙にある様々な天体を知ってもらうことをねらいとしている．

2 つ目は，肉眼で見た夜空と天体望遠鏡で見た宇宙の天体との間には大きなスケールの隔たりがあることである．天体観望会などで望遠鏡を通して拡大した天体を見

企画展のコンセプトについて

ると，それが「肉眼で見ている夜空の一部分を拡大したもの」という意識は持ちにくい．また，仮に 100 倍に拡

当企画展を実施するにあたり，天文分野の展示におけ大した天体を表現しようと思えば，それは 100 倍スケー

る 2 つの課題を克服しようと試みており，それが企画展

ルの違う対象を両立しなければならない．通常の写真でのコンセプトになっている．

はこれを両立することが不可能であるため，アーカイブ

まず 1 つ目は，天文分野でも数多くの資料を展示し，それらを見ることによって対象物についての理解を深めデータを用いて夜空と宇宙をつなぐ写真を作成し，この課題を克服しようと試みた．

るという自然史分野での王道の展示を行おうとしたことである．博物館において天文分野で資料といえば，基本* 愛媛県総合科学博物館 学芸課 自然研究グループ
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企画展「天体写真で見る宇宙」実施報告を写せるが細かい部分が見えず，望遠レンズで拡大すれ展示構成

ば解像度は高くなるが広い範囲は写らないのが普通であ
図 1 に展示のレイアウトを示す．天体写真をもとに天る．そのため，高解像度と広範囲を両立するには，望遠体について知ってもらう意図から，解説は最小限とした．

レンズもしくは望遠鏡を使用して解像度高く撮影した写一般の方でも知っているものから導入するため，最初に真を多数用いてパノラマ画像を作成する必要がある．

星座について解説し（図 3），その次に写真からわかる

この作成のために，DSS のデータを使用した．DSS地球のこと（図 4），天体写真についての解説と続けた．

は複数のサーベイデータを記録した写真乾板をデジタル展示開始当初は星座の解説の次に天体写真についての解化することで全天をカバーしたデジタルデータベースで説を続けていたが，自由導線のせいか解説は見ずに奥へある．と進む方が多く見られたため，その対策として企画展示使用したデータは，赤色は POSS2/UKSTU Red，青色室に入ってすぐ見える場所に「展示の楽しみ方」を設置

は POSS2/UKSTU Blue を基本としている．恒星の密度することとした（図 3）．
「展示の楽しみ方」には，当企が高いなど POSS2 のデータが存在しない領域は，赤色画展で行ってほしい「写真で星座の全体を眺めてみよう」の場合は POSS1 Red，青色の場合は Phase2 GSC1 もしく「写真に近づいてじっくり見てみよう」「天体を探してみは POSS1 Blue を使用した．
画像データはウェブサイトからダウンロードできるよう」の 3 つのことを記載した．
夜空と宇宙をつなぐ意図の部分は，3 つのスケールの（STScI : The STScI Digitized Sky Survey） が， フ ォ ー ム

展示物を準備した．1 つ目は Gaia 星図（図 4）で，これ入力を手動で行うのは広範囲の画像をダウンロードすは 2021 年度の常設展更新の際に展示室 4 階に設置したるのに現実的ではない．フォームの入力項目は URL にものと同じデータを縮小して印刷したものである（鈴木，含めることができるため，これを curl コマンドと組み2022）．夜空全体が表現されているため，個々の星座の合わせてスクリプトを作成し，Windows PowerShell を使位置関係を知るときに参照できる．

用して自動でダウンロードが進むようにした．例えば，続いて，Digitized Sky Survey（以下，DSS）を用いてPOSS2/UKSTU Red，R.A.= 00h02m00s，dec= 00d30m00s，作成した高解像度かつ広範囲の星座の写真を展示しておサイズ：60 arcmin × 60 arcmin の画像をダウンロードしり，これがメインの展示物となる（図 5 ～ 13）．星座のて，000200+003000P2R.ﬁts のファイル名で保存するには，写真の周囲には，天体望遠鏡で拡大して撮影した天体の以下のスクリプトを実行すればよい．

写真を展示した（図 14，15）．拡大写真の天体は，基本

curl.exe -L "https://archive.stsci.edu/cgi-bin/dss_

的にその天体が写っている星座の写真の近くに配置しsearch?v=poss2ukstu_red&r=00+02+00&d=00+30+00&h=60

た．

&w=60" -o 000200+003000P2R.ﬁts

天体写真では写真展のように特に解説がなくても純粋に写真を見ると想定していたが，じっくりと写真を細部

画像の 2 色合成についてまで見る方は少数であった．そのため各星座の写真の近ダウンロードできる画像データはモノクロの FITS 画

くに，その写真内の見どころを解説するシートを，星座像であるため，FITS 画像に対応したソフトウェアを用の写真を色反転したものに手書きで描き加えて展示しいてカラー化する必要がある．赤緑青の 3 色の画像からた．

カラー化するのが理想であるが，緑に割り当てられる画

当企画展は星座の写真がメインの展示物となってお像データでは全天をカバーできないため，R バンドと Bり，星座は座標上の 0 度は存在しているが，どこかに区バンドをそれぞれ赤と青に割り当てて，2 色の画像から切りがあるものでないため，巡回できる自由導線としカラー画像を作成することとした．

た．わかりやすさのため，星座は各季節と北天の星座にカラー合成には㈱アストロアーツのステライメージを分け，解説も加えてそれぞれを小部屋のようなゾーンで使用した．処理を自動化するため，ステライメージにて展示展開した．各ゾーンは隣接しており，少し狭くなっバッチ処理が行える過程はそれを使用した．レベル調整ている部分が各ゾーンの境界を果たすレイアウトとするなど画像毎の値設定が必要でバッチ処理が行えないもの

ことで，自由に展示を行き来しながら回遊できるようには，ショートカットコマンドと Windows PowerShell のした．

SendKeys コマンドを使用した．Sendkeys は例えば[System.Windows.Forms.SendKeys]::SendWait("n")とすると，キーボードで「n キー」を押したのと同じ効

高解像度かつ広範囲の星座の写真の作成

果のあるコマンドである．コマンドの指定方法により，「Esc キー」や「Ctrl キーや Shift キーと同時」などを指使用した画像データについて星座の写真を撮る場合，広角レンズを使うと広い範囲定することができる．このコマンドを使用して，ステラ－ 110 －07鈴木.indd 110

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鈴木

裕司

イメージに対してショートカットキーを入力していくスあったため，処理した画像は目視確認し，不具合があるクリプトを作成することで，バッチ処理が行えない部分

ものは対策をとり再処理ないしはマニュアルでの処理をも自動化することができる．
ただしバッチ処理と異なり，行った．
1 枚当たりの処理時間は疑似カラーまでが約 10 秒，処理の終了を待たずにスクリプトが進んでいくため，適宜コンポジット以降は約 60 秒である．例えば，18 時からStart-Sleep -m 100

翌 9 時までの 15 時間でコンポジット作業を自動で行うコマンドを使用して処理時間を確保するようにした．

ようにすると，約 900 枚のカラー画像を作成できる．単2 色合成にあたり，まず画像サイズの調整を行う．画

純計算では 3 か月強で全ての画像処理を終える計算とな

像の基本サイズは小さいものに合わせて 2000pixel ×

る．実際にはトラブルで処理が止まると効率が下がる一2000pixel としたが，縮小前の赤と青の画像サイズの組方，休日には 24 時間連続で処理を継続できることで効

み合わせによって，数ピクセルのずれが生ずることがわ率が上がるなどの変動がある．

かった．そのため，2000pixel × 2000pixel から 2005pixel
× 2005pixel の間で赤は 2 種類，青は 5 種類の画像サイ

パノラマ画像の作成についてズを設定し，縮小前の画像サイズの組み合わせによっ

パノラマ合成には，Image Composite Editor を使用した．て，どのサイズに縮小するか機械的に判断できるように

Photoshop や Lightroom も 試 し た が，Image Composite

した．

Editor の方が，操作が軽易かつパノラマ合成の成功率が画像サイズの調整後は，疑似カラーを施す．青はシア高かったことが選択理由である．出力画像は星座単位とン，赤は明暗反転した後にシアンで疑似カラーをつけた

したが，印刷用紙を有効に活用するため，複数の星座を後に再度明暗反転した．疑似カラーの際の値の幅はデまとめて 1 つの画像としたものもある．1 つの星座に使フォルトで表示されたものを使用した．これにより赤と用する画像は数 100 枚以上となるため，これを一度にパ青の画像が作成されたが，カメラで通常撮影するカラーノラマ合成するのは難しい．そのため，赤経方向，赤緯写真での恒星の色よりも彩度が高い状態のため，Lab 色方向にそれぞれ 5 枚の計 25 枚をパノラマ合成したもの

彩調整で，青画像は緑を 0 に，赤画像は赤を 0 にして淡を中間画像として作成することとした．実際には，ここい色に調整した（図 14）．に重なり領域を持たせるため，上下左右に 1 枚ずつの余調整が終わった赤青の 2 枚の画像を，コンポジットで裕をもたせて 7 枚× 7 枚の計 49 枚をパノラマ合成した

位置合わせを行った上で比較明合成した．位置合わせのものを作成していった．極に近い領域は赤経方向が小さ際に，自動位置合わせで出た値から回転については，減くなるため，適宜枚数を増やして中間画像を作成した（図算を行った後の画像の標準偏差が極小となる直近の回転

17）．

角を 0.01 度単位で探し，極小となる時の回転角を採用

1 度 × 1 度 の 領 域 の 画 像 サ イ ズ が 約 2000pixel ×した．比較明合成後，再度 Lab 色彩調整で黄を 2 とした

2000pixel であるため，これらをパノラマ合成していく

後，背景をグレーにするためレベル調整で RGB それぞと最終の出力ファイルのサイズが大きくなり，ソフトれの色の平均値を揃えるように調整を行った（図 16）．

ウェアで扱う際に動作が重たくなってしまう．
そのため，これで 1 度× 1 度の範囲のカラー画像１枚が作成できる．

印刷時の解像度との兼ね合いで中間ファイルを作成後にこのカラー合成の作業を赤経方向・赤緯方向ともに 1各画像を 25% のサイズに縮小（正確には 4 × 4 のビニ度間隔で全天の約 65,000 枚に対して行う．さらにパノング）した．

ラマ画像を作成するには画像同士の重なりが必要なた

縮小した中間ファイルを作成後は，星座毎に設定した

め，赤経方向・赤緯方向ともに 30 分角ずらした位置で範囲が含まれるように，再度パノラマ合成を行った（図2 度間隔の全天で約 32,000 枚の画像に対しても行った．

18，19）．星座が大きくなったり，極に近かったりする

カラー合成の作業は，疑似カラーをつける段階まではと，一度に全体をパノラマ合成できないことがあったた

画像により人の判断が必要な部分があるため，マニュア

め，一部分を合成後に別の部分を合成するなど，試行錯ル操作にスクリプトを組み合わせて効率化した．コンポ

誤を繰り返して各星座のパノラマ画像を作成した．全天ジット以降の段階は，スクリプトによって自動実行でき分の画像データはあったが，展示スペースの関係で愛媛る環境を作成し，長時間継続的に連続して大量の画像に県から見えない南天の星座と，うみへび座・くじら座な対して処理を行えるようなスクリプトを作成した．これ

ど一部の星座はパノラマ画像を作成しなかった．

により，日中は疑似カラーまでの下処理を行い，帰宅時合成後の画像は 1 度あたり 500pixel の解像度を持つ．にコンポジットの処理を始めることで，夜の時間にも処

画素数が一番少ないのは，「いるか座」で 11557pixel ×

理を行うことができ，作業を効率的に行うことができた．

11178pixel である．反対に画素数が一番多いのは，「お画像によっては自動処理ではうまく合成できない画像もおぐま座＋りょうけん座」で 40235pixel × 25777pixel で－ 111 －

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さいため，天体に詳しい人でないと自力で見つけるのはある．

困難である．一方で大きな天体もあり，天体によって見つけやすさに差がある．また，天体を見つけた場合，そパノラマ画像の印刷について高解像度のパノラマ画像を作成した目的は，肉眼で見れが正解かどうかわかるものがないと自身の答えに納得

る夜空と望遠鏡で見る宇宙をつなぐことにある．そのたができない．そこで，各星座について，見つけやすい天め，望遠鏡で見る天体が確認できる分解能で印刷する必体とわかりやすい特徴などを記した解説を作成すること要があり，結果としては 1 度～ 42mm で統一したスケーとした．
解説は，大判印刷した星座の写真を明暗反転したもの

ルで全ての星座を印刷することとした．このスケールをを A3 サイズで印刷した後，ラミネート処理を行い，そ決める際には，いくつかの点を検討した．
まず分解能を設定する際に目安にしたのが M57 であこに油性ペンで情報を記載していった．記載した内容は，る．天体探しをするにあたってはメシエ天体が全てカ星座線と一等星（黒色），望遠鏡による拡大写真が展示バーできているのが望ましく，その中で M57 は小さいしてある天体（赤色），拡大写真は展示していないが星天体である．
「天文年鑑 2022」によると M57 の大きさ座の中で特徴的・見つけやすい天体（青色）などである．

は 83 秒角× 59 秒角である．もし 1 度 =60 分角 =60mm

情報を記載後に，星座の大判写真の近くに展示した（図として印刷したならば，M57 は約 1mm 四方の大きさで21，22）．

表現されることとなる．1mm 以下の大きさになると視手書きの解説は，水族館などで最近増えてきたもので認しづらいため，これより小さくなりすぎないようにすあるが，当企画展においても感想を聞けた分においてはる必要がある．

「わかりやすい」と評判はよかった．

続いて，印刷用紙のサイズからの検討である．印刷用
紙は幅 1,118mm のロール紙である．これに例えばオリ天体探しガイド（星図）オン座を 1 枚で印刷しようと思うと，
約 25 度を 1,118mm

手書き解説は，見つけやすいものをピックアップしての幅に収める必要がある．この場合のスケールは 1 度～

情報を掲載したが，中には拡大写真が展示されている天44.72mm となる．

体を全て見つけたいという人もいるかもしれない．その最 後 に 合 計 の 印 刷 面 積 か ら の 検 討 で あ る．1 度 ～ような需要に対応するため，星座毎の詳細星図をまと60mm と 1 度～ 40mm とでは，合計の印刷面積に 2 倍以めた冊子を天体探しガイドとして作成した．2021 年度

上の差が生じる．展示室で使用できる可動壁の数およびの常設展更新で作成した Gaia のデータを用いた全天星印刷を検討した結果，1 度～ 60mm では大きすぎること図（鈴木，2022）の中から，展示している星座毎に領がわかった．

域を切り出し，拡大写真が展示されているメシエ天体・

上記の検討から，1 度～ 40mm 程度のスケールに決定

NGC 天体の名前と位置を追加した．できた画像をグレーした．このスケールの場合，プリンタ出力の実際の分解スケールに変換し，白黒反転することで各星座の詳細星能が 300dpi の場合，1 度あたりに pixel 数は約 472pixel図を作成した（図 23，24）．となる．これ以上のデータ量があっても，印刷で表現しきれないため中間ファイルを作成する時に 1 度あた天体探し（初級・中級・上級）

り 500pixel となるように画像サイズを小さくしても大丈

当企画展では星座の写真と天体の写真を多数展示して夫と判断した．ちなみに，1 度～ 42mm だと 1 度あたりいるため，どこから観覧してよいかわかりづらい面があ496pixel のデータ量となる．印刷した写真上を見ると，る．そこで，天体を探す導入になるように，見つけやす非常に細かい部分まで表現できている（図 20）．

い天体をピックアップした天体探しを作成した．初級・

この様にスケールを決定したが，星座によっては大き中級とステップアップができ，かつ夜空を見る際にも役くて短辺がロール紙の幅に収まらないものがある．その立つように，初級では「道具がなくても見える天体 8 つ」

場合は，重なりを設定した上で 2 枚に分けて印刷した後， （図 25），中級では「望遠鏡・カメラで狙いやすい天体張り合わせることで大きな印刷物を作成した（図 7，8，10 個」とした（図 26）．見つけた時に戸惑わないように，

10，13）．

天体探しで使用する画像は印刷した画像データから切り出したものを使用している．上級は，メシエ天体の一覧を載せてメシエマラソンができるようにした（図 27）．

補助資料について画像はなく，どの星座にあるかを記載し，天体探しガイドを活用しながら探してもらうことを想定した．これら

手書き解説
写真で天体探しをすることができる，というのが当企を印刷したものを，上記の天体探しガイドとともに企画

画展のポイントであるが，星座の写真に対して天体が小展に入ってすぐの「展示の楽しみ方」のゾーンに設置し－ 112 －07鈴木.indd 112

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た（図 28）．
おわりに企画展「天体写真で見る宇宙」は，高解像度かつ広範囲の星座の大判印刷した写真を展示するという，これまでの天文の展示では行われてこなかった手法を採用することで，夜空の星と宇宙の天体というスケールの違うものを結びつけることを意図した展示である．DigitizedSky Survey の画像データを自動処理するスクリプトを作成することで，狙い通りの画像を作成できた．しかしながら，資料を見ることを通して理解する，という自然史展示的な手法をとるために解説を少なくしたため，星に興味がない層にとってはとっつきにくい印象を与えてしまった．補助資料を用意したものの，多くの方が天体をじっくり探して楽しむ，という状態にまでは至らなかった．夜空と宇宙をつなぐという課題は引き続き挑戦するべき題材であるため，ストーリー性を持たせる，解説の分量を増やすなど，今後の企画展に向けて改良を行いたい．
参考文献
STScI : The STScI Digitized Sky Survey, https://archive.stsci.
edu/cgi-bin/dss_form（2023.05.19 参照）．
鈴木裕司，2022 : Gaia 衛星のデータを用いた全天星図の作成，愛媛県総合科学博物館研究報告．第 27 号，p.123-138－ 113 －07鈴木.indd 113

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図1

展示のレイアウト→

図 3 星座の解説と展示の楽しみ方（赤い矢印先の解説パネル）．長机を見たのが図 28．

図2

企画展入口

－ 114 －07鈴木.indd 114

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図4

写真からわかる地球のことと Gaia 星図

図5

春の星座

図6

春の星座（うしかい座，おとめ座）

図7

夏の星座（いて座，さそり座）

図8

夏の星座（はくちょう座＋こと座，わし座）

図9

秋の星座（アンドロメダ座，ペルセウス座）－ 115 －07鈴木.indd 115

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図 10

秋の星座（ペガスス座）

図 12 冬の星座（いっかくじゅう座＋こいぬ座，おおいぬ座，うさぎ座）

図 14

拡大した天体の写真（M42，当館撮影）

図 11

冬の星座

図 13

北天の星座（おおぐま座）

図 15 拡大した天体の写真（M101，提供：久万高原天体観測館，愛媛大学宇宙進化研究センター）－ 116 －

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図 16

裕司

疑似カラーと調整後の青画像（左）と赤画像（中央），比較明合成と色調整したカラー画像（右）図 175 枚× 5 枚の領域をカバーしてパノラマ合成した中間画像－ 117 －

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図 18

星座単位で合成したパノラマ画像（アンドロメダ座＋さんかく座）－ 118 －

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図 19

裕司

星座単位で合成したパノラマ画像（オリオン座）－ 119 －

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図 20 大判印刷を撮影したもの（左上：クリスマスツリー星団，右上：マルカリアンチェーン，左下：アルタイル付近，右下：はくちょう座のサドル付近）－ 120 －

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図 21

オリオン座の手書き解説

図 22 オリオン座の大判印刷と天体写真，手書き解説

図 23

天体探しガイド（かみのけ座）

図 24

天体探しガイド（オリオン座）－ 121 －

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図 25

天体探し

初級

図 26

図 28

図 27

天体探し

天体探し

中級

天体探しを設置した様子

上級－ 122 －

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