ば と う せ い う ん

天体画像で奥行きが分かる?
Paofits working group
絵と構成：つやしまたかあき熊本県民天文台

アマチュアが作り １９８２年から一般公開
２０１２年５月

３０周年を迎えましたデジカメ
デジカメ でで 天文学！
天文学！
ばばととううせせい
いううんん

きっかけは 市民への解説
スターカウント法が使えそう
Makalii で 星の明るさ を 測光
仮定を立てたら 距離が教材づくり と課題

天体画像で奥行きが分かる！

Paofits working group
絵と構成：つやしまたかあきこの画像を見て 何か気づくことがありますか？

暗い星が たくさん見える

暗い星は 見えない

その通りです！ 良いところに気づきましたねこのあたりには暗黒星雲が浮かんでいました
やがて 大質量星 が 誕生

暗黒星雲は縁の方から電離されていきました今は ここまで暗黒星雲の縁が 後退し電離されて希薄になってしまった
画像上側は 遠い星が見えています暗い星が たくさん見える

暗い星は 見えない

馬頭星雲ってそういう場所だったのですね暗黒星雲より遠い星も見えている

暗黒星雲の手前の星が見えている

奥行きの違いが ハッキリ分かればおもしろい！

暗黒星雲が近いとき暗黒星雲が近いとき

暗黒星雲近い星

遠い星ほど暗く見え 数が増える

遠い星

暗黒星雲が近いとき暗黒星雲が近いとき
手前に見える星は明るい手前に見える星は明るい
暗黒星雲が背景の星を隠す

暗黒星雲が遠いとき暗黒星雲が遠いとき

暗黒星雲

近い星

遠い星

暗黒星雲が遠いとき暗黒星雲が遠いとき

暗黒星雲が遠くにあるほど暗黒星雲の手前に暗い星が見えている

暗黒星雲までの距離が分かるかも
暗黒星雲までの距離が分かるかも

暗黒星雲が近いとき暗黒星雲が近いとき暗黒星雲が遠いとき
暗黒星雲が遠いとき

暗黒星雲の手前や奥に見えている星々の明るさを手がかり にこんなことを考えました

デジカメ画像から暗黒星雲までの 距離 や 奥行きなどが分かれば 面白い！
（厚さや濃さも）自前の画像で解説できたら 楽しい！

団体向けの解説は 壁面に投影します暗黒星雲までの距離を求めるのにPAOFITS合宿で そう知りましたスターカウント法

スターカウント
夜空では、暗黒星雲は星の数の少ない暗い領域として認識されます。
それは、暗黒星雲が背景の星の光を散乱・吸収しているためです（減光）。
暗黒星雲を定量的に探る方法の一つとして、星の数を数えて減光量を調べる「スターカウント法」があります。

馬頭星雲の画像 撮影と画像処理
一眼デジカメで撮影
カメラ

2011.11.20

Canon EOS 20Da

市販の廉価な望遠鏡
ビクセン反射望遠鏡 20cm F:4 fl 800mm
補正レンズ を併用 ４分露出で６枚撮影

画像処理ソフトRAP －＞

ステライメージ

ダーク減算

加算と平均

FITS形式 で保存

馬頭星雲

解析の手順

Makalii
マカリ

ただひたすらMakalii で 測光 します
測光値をCSV形式で保存
Excel

測光値を読み込み 等級の差に変換
基準星の測光値で 等級を 補正
等級毎に 恒星の数を 集計
等級と恒星数の関係をグラフ化暗黒星雲以外の領域

暗黒星雲の領域

スターカウント法

測光： 見えている星の光度を測定
何等星が 何個ずつ 見えているか 集計・比較

カラーのFITS画像
Makalii では

グレースケール で読み込み

R プレーン を 選択 しました

この画像で写っている星の明るさを測りましたマカリ

開口測光 のやり方 や 意味 は別に解説します遠くまで見えている側を計測中

明るさが分かっている星

暗黒星雲の手前側を計測中

Sky総ｶｳﾝﾄ

測光値
Makalii
開口測光で測定

Sky平均

SkySD

測光結果

測光方法

36288689257.316

318.5898

6286833 AUTO

36101719304.564

308.4555

6680015 AUTO

2348736

9786.4936.8261

2089206 AUTO

1741030

9892.216

1290.25129058.8 AUTO

1393369

9414.655

336.4936

96027.21 AUTO

16291419050.783

269.0131

142075.4 AUTO

11930629320.797

906.846-25671.3 AUTO

17513108935.255

247.9842

239259.6 AUTO

7201419001.763

420.4404

2555.788 AUTO

17038249465.689

264.9798

114661.1 AUTO

16567909204.389

261.6819

100981.2 AUTO

13725039273.669

244.4146

45161.36 AUTO

21676389184.907

289.3632

54103.31 AUTO

1923469

8904.949

279.1749

1019978 AUTO

18678128647.278

263.3983

335072.6 AUTO

基準星12.64等1226735.8基準星の 測光値で補正し 見かけの等級に変換します基準星の 測光値で補正し等級に変換した値 ＝基準星

補正値

見かけの等級に変換-2.5*Log(測光値)

測光値

等級に変換した値

等級1226735.8-15.2219

12.64等12.64等 － (-15.2219) = 27.86

恒星の測光値を等級に変換

等級毎の数 を グラフ化

同じ等級の星を数えてそれぞれグラフにします

星の数

星の明るさ
← 明るい

１２等級までは同じカーブ→ 暗い

このあたりに 暗黒星雲 が１３等級では大きな差が出ました
浮かんでいるはず同じ等級の星を数えてそれぞれグラフにします

星の数てがかりがあったね！

星の明るさ
← 明るい

そこまでの距離が計算できれば さらに面白い→ 暗い
このあたりに 暗黒星雲 が浮かんでいるはず太陽が １３等星に見える距離は・・・？

太陽の明るさは３２．６光年の距離で４．８等級です「見通せる側」 に 写っている星々が太陽くらいの明るさだと 仮定 してみよう

恒星の見かけの明るさ

距離が２倍になると 明るさは １／４距離の２乗に反比例

恒星の明るさが １等級違うとき
光度は ２．５１２倍 違う

太陽の絶対等級は ＋４．８等級
計算すると・・・・・

見えている星々が 太陽とおなじ明るさだと仮定するなら
５７００ 光年

３６００ 光年

２２００ 光年

１４００ 光年

星の数

星の明るさ
← 明るい

どれくらいの距離で→ 暗い

輝いているかを推定できる

馬頭星雲までの距離は １,４００ 光年 以上です
背景の星達 5,000 光年 の遠くまで見えています楽しい！！
自分で撮影した デジカメ画像からここまで 分かるなんて！？

教材づくり と課題
測光するのに時間がかかる
正確さを要求すると１,０００個以上を測光することにお手軽測光（実習） と 測光データをセット？
ワークシート －＞ グラフ化 思考を重視？

他の教材との 役割分担 や 連携 を 検討
測光値 と 等級 の関係、 見かけの明るさと距離デジカメ
デジカメ でで 天文学！
天文学！
ばばと
とう
うせせい
いううんん

きっかけは 市民への解説
スターカウント法が使えそう
Makalii で 星の明るさ を 測光
仮定を立てたら 距離が教材づくり と課題

天体画像で奥行きが分かる！

ご意見・アドバイスをお願いしますあなたもやってみませんか！

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絵と構成：つやしま

たかあき