事例発表：

デジカメ天体画像で宇宙が分かる

デジカメ天体画像で宇宙が分かる
艶島
特定非営利活動法人１）敬昭

熊本県民天文台はじめに

私は、2007 年 1 月に福岡教育大で開催された
PAOFITS ワークショップに初めて参加し、Makaliiを使った画像の計測や解析法を学んでから、天文学を学ぶ姿勢や天文普及に携わっている自分自身の解説手法が大きく変わりました。
それを契機に、PAOFITS ワーキンググループのML に参加、ミーティングに出席して助言を頂いたりしました。2007 年 12 月と 2009 年 1 月に開かれた 2 回のワークショップでは、デジカメ画像を使った取り組み事例の発表や提案、入門用教材の開発についての報告を行っています。
2010 年 1 月のワークショップには参加できなかったのですが、この間に「Makalii とデジカメ画像を活用したい、どうすればいいか？」という声が多数寄せられていると聞き、私の最近の取り組み事例を紹介するため、今回のワークショップに参加しました。
PAOFITS ワークショップには、研究者や大学・高校の教員、学生、公開天文台関係者やアマチュア天文家など幅広い分野の参加者が集まっています。そこで、天文普及活動の現場をご存じない方々にも、私の視点や取り組みの実態などを理解し易くし、活発な意見交換の題材としていただくため、左上のようなメニュー画面を使い、できるだけたくさんの画像を使って、要点を紹介しました。
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熊本県民天文台○

これまでの取り組み○

普及の現場で感じること○

PAOFITS 風（？）市民向けの解説■

星が生まれる星雲■

ダークマター（今回は時間が足りず、紹介できませんでした）事例発表：２）

デジカメ天体画像で宇宙が分かる

熊本県民天文台1982 年 5 月に一般公開を始めました。2011 年 5 月に満 29 年を迎えます。地元熊本の天文同好会が、県民や県内企業などを中心に募金活動を繰り広げ、集めた資金を基に設立しました。それ以来、同好会の会員がボランティアで解説員を務め、一般公開を続けてきました。2003 年 2 月に NPO 法人になりましたが、相変わらず「お給料をもらう職員は一人もいない」という不思議な運営体制です。非力で小さな天文台ですが、｢星空を科学する」という姿勢が受けるのか、周囲からの評価は高く、まるで県立天文台であるかのような役割を果たし続けています。以下の画像で、活動の様子をご覧下さい。

熊本県民天文台の活動
工夫 を凝 らし た 解説が と ても好評。デジカメやカメラ付き携帯での天体撮影指導も熱心に推進。画像を使って星空を｢科学」しています。

３）

これまでの取り組み

2007 年 10 月、ホームズ彗星のアウトバースト現象を冷却 CCD カメラや一眼デジカメで撮影しました。Makalii で、その画像から彗星のコマの直径を求めました。さらに、数日間の撮影データを比較すると、彗星のコマが膨張する速度が計算できました。

自分で撮影した天体画像を Makalii で計測すれば、とても簡単な方法で「宇宙で何が起こっているかが分かる」のです。そう知ったときから、デジカメ天体画像を題材に、それを計測する楽しさに魅了されてしまいました。手軽に撮影できる輝線星雲や反射星雲、暗黒星雲などの大きさや広がりを計算したりし始めたのです。さらに、超新星残骸が広がる事例発表：

デジカメ天体画像で宇宙が分かる

速度を求めたり、惑星状星雲と比較してみたり、その楽しみ方はどんどん広がっています。
天体の大きさや広がりが分かり、速度まで計算できるようになってくると、これまでは｢静かな世界｣だと思い込んでいた星空が、激しく変化し続けている｢ダイナミックな世界」なのだと感じられるようになるのですから、宇宙についての理解が一気に進み始めるわけです。
その楽しさは、県民天文台を利用する大勢の市民にも伝わり始めています。撮影した天体画像の紹介と、その計測から分かった興味深い事実とを、積極的に解説に取り入れるようにしたからです。これまでは、図鑑や書籍、またはネット上で画像や知識を入手して、｢きれいだなぁ」と眺めるしかなかった人たちが、これからは、自分の手で計測し、自分で考えるようになってくれることを期待しつつ、私は天文解説に取り組んでいます。
｢デジカメで天文学（楽）」と名付けて、様々な取り組みを続けてきた中で、今、私が感じているのはどんなことか、次にそれをご紹介しましょう。

４）

普及の現場で感じること星空や宇宙の解説を行っていると、天文学の最新の学説や最新の宇宙像を｢知りたい」という声を良く聞きます。ほとんどの方が明快な答えを求めており、聞き知った知識をそのまま覚えようと懸命に努力されます。
しかし、解説する私の側からすると、そのような聞き手に対応するのは決して楽しいことではありません。断片的な知識をいっぱい詰め込んでも、宇宙を理解する楽しさは得られていないと感じるからです。
むしろ、私自身が驚きを持って天体画像の解析にのめり込んでいるように、そこに見えている星空をじっくりと見つめ直しながら、自分が持っている知識も総動員して、新しい手がかりを使い、自分にとっての未知の何かを発見して欲しいのです。そうすれば、それは各自の中に蓄積された天文学の知識としっかり結びつき、あるいは再構成され、その人なりの宇宙観の確率に大いに役立つはずだと思うからです。
そんなわけで、私は、Makalii と天体画像を使った解説には大きな可能性があると確信しています。そして、ワーキンググループによって確立された教材を活用するだけでなく、自分たちで撮影できるデジカメ天体画像をとことん活用して、｢楽しくてよく分かる天文解説」を作ったり、普及活動の素材として活用するということに日夜励んでいるわけです。
今回のワークショップに参加された皆さんや、この収録を読まれた方々が、デジカメ天体画像と Makalii の活用に積極的に取り組んで下さることを期待したいです。

事例発表：

デジカメ天体画像で宇宙が分かる５）PAOFITS風（？）市民向けの解説■

星が生まれる星雲

私が好んで解説している話題です。へび座のわし星雲（M16）や馬頭星雲、オリオン大星雲など著名な｢星雲」を一眼デジカメで撮影したカラー画像を使っています。赤い色の輝線星雲、青い色に見える反射星雲、そしてそれらと複雑に絡み合う暗黒星雲が写っています。
画像をよく見ると、水素原子が電離して赤い光を放っている領域の中に、｢雲の柱」が見えますね。ここは濃い分子雲が残って柱状の塊になっている場所です。周囲の希薄な分子雲はすでに電離されてしまったのに、ここだけは近隣に生まれた高温の星からの強烈な紫外線を浴びても、電離されずに残っているのです。最近の観測から、この｢雲」の先端には、たくさんの原始星が生まれつつあることが知られています。

Makalii を使えば、こんな分子雲の「雲の柱」の長さや幅が、簡単に分かります。
試しに、馬頭星雲の画像を使って、「馬の首の形をした雲の柱」の長さや幅を解説をしてみた
ら、｢では、馬の首の下に見える青いボーッとした塊は、いったい何か？ その大きさは？」とか、｢もっと左、明るい星の下側に見える、赤いボーッとした塊は？」などと、次々に聞き手からの質問が飛びだし始めました。
デジカメ画像と Makalii を使った解説、どうやら思った以上の効果が期待できそうです。
いて座の三裂星雲（M20）の画像を使った
例では、電離して赤く輝く領域の直径を測ったり、電離領域の中に見える分子雲の柱の長さや直径も、Makalii を使って測ってみました。
そして、そんなことをやっているうちに、一つの疑問が湧いてきました。それは、「この星事例発表：

デジカメ天体画像で宇宙が分かる雲が、星雲の中央に見える誕生間もない高温の星に照らされて輝いているのだとしたら、この分子雲の柱はどんなスピードで成長したのだろう？」というもの。
早速、エクセルを使って試算してみたのが左の画像です。星雲までの距離を 5,200 光年だとすると、雲の柱の長さ（高さ）は、およそ 4.6 光年です。ここで、恒星の誕生からこれまでに 200万年が経っており、その放射によって周囲の分子雲が電離されていったのだとと仮定してみたらどうでしょうか。
4.6 光年 ÷ 200 万年 ＝ 0.7 km/s
つまり、柱状に残った「雲の柱」の周囲では、そこにあったはずの分子雲が、毎秒約 700ｍほどの厚さ分だけ、次々と電離されて行ったという計算になりました。
さて、上記のような仮定や計算は、実際に宇宙で起こっている現象とうまく合致しているのでしょうか。次の瞬間には、天文学の観測や研究の成果がどうなっているのか、自分が計算した結果とうまくあっているのかどうか、もし合っていないのなら、何がどう違っているのか、それを確かめてみたくなりますね。

６）

まとめ

このように、デジカメ画像を活用した教材が次々と開発され、その活用事例が紹介されれるようになれば、天文教育と天文普及の分野に、とても大きな効果をもたらすことが期待できるでしょう。また、星空や宇宙を理解することの楽しさが理解され、天文学を楽しむ人たちが増えれば、基礎的な知識を覚えたり、その知識を活用することへの取り組みも飛躍的に広がるに違いありません。
デジカメで撮影した天体画像を積極的に活用しましょう。デジカメ画像と Makalii を使えば、市民向け「天文講座」や天文解説の魅力が倍増します。そして、画像から何かを見つけ出したとき、学術データとの連携がうまく図られていれば、宇宙への理解を深めるとても良い教材になるはずです。

７）

質疑

私の活用事例報告が終わったら、すぐに会場からいくつかの質問を頂きました。ここではそのいくつかを記載します。当日の会場での活発な意見交換の様子や、討議の内容が、少しでも伝わればとても嬉しいです。

＜質問１＞

教員自身が撮影したデジカメ天体画像を活用することは、教育の現場でとても有効だと考えている。それで、デジカメ画像の活用というテーマにとても関心がある。
しかし、Makalii で画像を解析するには FITS 形式にしておく必要がありそうだ。どんなソ事例発表：

デジカメ天体画像で宇宙が分かる

フトを使えば、デジカメ画像を FITS 形式に変換できるか。その際に必要な処理はどんなものか。そこが難しいと敷居が高い。簡単で使いやすいソフトがあるのならぜひ教えて欲しい。

<回答 1-a ＞

Makalii は、FITS 形式でなくても読み込める。もちろん、デジカメで撮影した JPEG 画像でも読み込むことができる。今回の発表事例のように、Makaliiの「グラフ」機能を使って天体の大きさや広がりを測ったり、「位置測定」機能を使って天体の位置（X・Y 座標）を読み取ったりという使い方なら、JPEG 画像を使っても何も問題はない。読み込みも計測もとても簡単なので、ぜひ積極的に Makaliiを使って欲しい。そして、「画像から何かを見つけ出す」ということにチャレンジして欲しい。
（PAOFITS ワーキンググループのメンバーから、測光機能を使う場合だけは FITS形式であることが必須だ、という補足説明があった。）<回答 1-b ＞

一眼デジカメなどで天体写真を撮影した場合、長時間露出の場合には生の画像をそのまま使用することは少なく、ノイズを消去したり、複数枚の画像を重ね合わせたりして、より見やすく美しい画像になるよう処理をしている。その際、アストロアーツのステライメージというソフトなどが使用されているが、それらのソフトは FITS 形式でデータを保存することができる。

＜質問２＞

あなたの実践例では、市民の反応がとても良さそうだ。でも、自分がやった経験では、関心をつなぎ止めるのが難しく、聞き手が話題について来られなくなる場合が多い。何か特別に工夫をしているポイントがあれば教えて欲しい。
＜回答２＞

ポイントはいくつかあると思う。

１）「日本語が通じない」
熊本県民天文台は、アマチュア天文家達が開設・運営している公開天文台で、解説の聞き手の幅は広い。修学前の児童や小学生とその家族が一番多く、一般の市民、特に熟年層を中心にした生涯学習講座もあるし、時には大学生向けの講座も依頼が舞い込むなど、聞き手の年齢や基礎知識にも大きな違いがある。ただ、どんな階層を対象にする場合でも、｢言葉｣や｢文字」に頼った｢お話し｣中心の解説では、聞き手の理解を得るのがとても難しいと感じている。
近年の日本では、教育の現場で地質学や天文学関連の教科内容が大幅に減っていることが影響しているのかも知れない。解説する側と解説を聞く側とで、使う用語や理解している内容が大きく乖離しているらしく、｢日本語が通じない｣と言いたく事例発表：

デジカメ天体画像で宇宙が分かるなるような現状がある。
２）画像や漫画をたくさん使う対策として、自分たちで撮影した天体画像や、自分で描いた漫画をたっぷり使い、目で見て理解できる解説にする。どんな画像をどんな順番で見せるかなど、事前に十分検討しておく。少し絵が動くと、聞き手の注目度が上がり、関心を引きつけ易い。また、解説画面には一度にたくさんの文字を表示しないようにする。表示する解説の量・内容・タイミングのバランスも重要だ。リハーサルを繰り返しておくとさらに良くなる。私は、こんな手法を｢電子紙芝居｣と名付けており、今回の発表にもそのやり方を一部に組み込んでおいたので、気づかれた人もいるだろう。

３）漫画の効果
聞き手にとっては、自分が知らない新しい内容を提示される場合、それが文字や言葉で示されたら、それがどんなことなのかを理解するのは困難だし、理解できる場合でも時間がかかる。そして、聞き手が頭の中に何とかイメージを描いた頃には、解説者の話はすでにずっと先に進んでしまっている。これが｢ついてこれなくなる」という状況だと思う。そこで、私は、伝えたいと思う内容を自分で漫画に描いて聞き手に示すことにしている。言葉や文字ではなかなか伝えきれない内容でも、「絵」として見てもらえば、多くの情報が伝わりやすくなると考えているからだ。
ま４）「間」が大事「絵」を見てもらったあと、しばらく時間をおいてから、解説の文字を画面に表示し、言葉での解説を加えるようにしている。その場合の「間」が大切だと思う。聞
き手が｢絵」を見て、なにがしかの考えができあがるまで、私は少しの間待つことにしている。
５）声が出ればしめたもの
聞き手がすでに持っている「知識」や｢理解」とは違うことが、｢絵｣として提示されているらしいと気づくと、たいていの場合聞き手は声を発したり、｢それは自分が理解していることとは違う」という表情を示してくれる。
それを確認してから、重要なポイントを解説し始めるようにすれば、聞き手が｢ついてこれなくなる」リスクをグッと減らすことができる。
６）質問する
時には、聞き手に向かって｢質問｣するのも有効な方法だと思う。どんな風に理解しているか、何を知りたいか、ストレートに聞く。大勢の参加者の中には、いろんな理解の仕方をしている人が居ると気づいてもらってから、解説を聞いてもらうのも、理解を促進する方法の一つだと思う。

事例発表：

デジカメ天体画像で宇宙が分かる

７）クイズも使う。
ただし、正解を競わせるクイズではない。こちらがぜひ解説したいと思っている基礎的な話題を、３者択一などの楽しいクイズ形式にしたもの。内容には、天体の大きさ比べや距離比べ、重さ比べなど、簡単に答えられそうなものをたくさん含ませておけば、積極的に参加して、答えてくれる。一問ごとに、正解を発表するとき、答えだけでなく、やはり手描きの漫画や画像を示して、なぜそれが正解なのかを解説し、基礎的な知識をもう一度しっかり確認してもらう。
つまり、クイズを解説への導入部として利用しているわけだ。「静かに解説を聞く」のは苦手な人たちでも、この方法にはノリノリで食いついてくれるので重宝している。

８）小さなパーツに分解する。
解説は、シーケンシャルな流れにしない。解説を小さな要素に分解しておき、プレゼンテーションの素材を作る。解説全体のメニュー画面では、それらを、一つひとつどれでも自由に呼び出して使えるように関連づけて、配置しておく。
出だしは、自分で決めたとおりの順番でいくつかの部分を展開し、残りの部分は、聞き手の関心の高さや質問の出方に合わせて解説を行う。こんな方法だと、全体としてはどんな解説がなされるのか参加者にも見通しが立つし、実際に解説する内容は同じでも、聞き手の側にとっては、自分たちの興味や関心に応じた進行だと感じられ、興味や関心が途切れにくくなるようだ。

８）

感想

ワークショップの最後に、参加者一人一人が感想を述べるチャンスがありました。
地方で、しかも資金力の無いアマチュア天文台で普及活動を続けている私にとって、旅費を支給していただいてこのようなワークショップに参加できることは、とても貴重な経験になっています。でも、今回、取り組み事例を発表するに当たっては、｢こんな内容で良いのだろうか？」と、プレッシャーも大きかったのです。
しかし、この場に参加してみると、デジカメで天体画像を撮影することや、その画像を活用することについて、教育や普及の現場に大きな期待が広がっていると確認できました。
私の取り組みや発表が役立っているという実感を持つことができ、とても嬉しかったです。
大きなプレッシャーから解放され、ホッとして会場を見渡したら、一つの｢課題」を発見しました。それは、若い参加者が少ないということです。
今回のワークショップでも明らかになったように、Makalii を使って画像を解析し、そこから何かを見つけ出すことの楽しさは大きく、教育や普及に活用すれば、その有効性はとても高いと思います。ワークショップに参加している人、一人一人が、若い世代の人々をもっとたくさん、このワークショップや PAOFITS ユーザーグループの活動に招き入れる努力をすれば、大きな成果が期待できるのではないでしょうか。