肉眼とスマホで始める星空観察

■星空を眺めて見よう！

夜になると晴天の日は星が輝いています。
月や星を見ると宇宙を身近に感じられますよね。

・人間が見える星の数ってどのくらいあるの？

さて宇宙には数えきれない星があるのですが、その数は地球上にあるすべての砂粒(おおよそ75垓粒)より多いと言われています。
でも、実際に肉眼で見える星には限りがあります。
それは6等星までと言われています。（ちなみに1等星の1/100の明るさが6等星になります。数値1等級違うと2.5倍差です。）

その数は
1等星　21　(厳密には-1等級2、0等級8、1等級11)
2等星　68
3等星　183
4等星　585
5等星　1858
6等星　5503

1～6等星の合計8218個です。（南半球からしか見えない星も含んでいます。北半球では4300個ぐらいです。）

時間の経過を考慮しないで、一度で見えるのは季節に依りますが、その半分から1/3ぐらいでしょうか？

案外少ないと思われますか？
でも、これ以降は数倍ずつ増えていきます。

ちなみに太陽系の肉眼で見える天体の最大視等級は、太陽は-26.7等級、満月-12.7等級、金星-4.7等級、火星-3.0等級、木星-2.9等級、水星-2.4〜5.5等級、土星-0.4等級、天王星5.5等級です。(一番明るい1等星はシリウスの-1.46等級です。)
国際宇宙ステーション(ISS)は金星と同じ明るさの-4.7等級です。

・望遠鏡で観測出来る星の数は？

以下の恒星は肉眼では見えませんが、天体望遠鏡などで観察可能。(尚、市販の望遠鏡では口径50mmクラスで10等級〜口径350mmクラスで15等級位までです。それ以上暗い星は天文台クラスの超大口径望遠鏡で観察可能)

7等星　16000
8等星　43000
9等星　12万
10等星　35万

〜13等星　560万
〜17等星　1600万
～20等星　7億1000万

というようになります。
肉眼で見えない太陽系の暗い天体だと海王星が7.9等級、冥王星が最大の明るさで13.6等級です。

地球上にある可視光で観察できる最大級の望遠鏡でハワイにある口径8.2mの日本の『すばる望遠鏡』でも27.7等級までだそうです。宇宙空間にあるハッブル宇宙望遠鏡(口径2.4m)で31.5等級までらしいです。
ちなみに観測可能な宇宙には6000垓〜数𥝱(じょ)(10の24乗)個以上の星があるそうです。

・都会で見える星は？

何千という星が見えると言われても都会ではそんな数の星が肉眼で見られません。それは光害(ひかりがい)といって、私たちが暮らす街の光で、空が明るくなり、星が見えづらくなるからです。
都会の駅周辺の商業地では2等星もあやしかったりします。東京の住宅地なら夜中は3等星ぐらいまででしょうか？もう少し郊外なら4等星まで見えることがあります。天の川が見える山奥や島しょ部などは5～6等星まで見えます。ちなみに天の川って私たちの太陽系が所属している私たちの銀河なんです。天の川銀河を内側から見ている状態で、銀河内の星々が川のように見えます。
まだ電灯が普及する150年前はオイルやろうそくの灯りだけだったので、どこでも天の川や6等星まで見えたかも知れませんね。

・夜空に見える星って宇宙のどこにあるの？

太陽系って実は凄く大きいです。
太陽から1～2光年(秒速30万kmの光の速さで1~2年かかる距離)の球状の範囲(オールトの雲)が太陽の重力圏と言われています。(オールトの雲にある氷のかけらが多くの彗星の元になっていると言われています。)
約50年前に打ち上げられたボイジャー探査機2機が太陽圏(太陽由来の荷電粒子である太陽風の届く範囲)を脱出し星間空間に達したと数年前に報道されましたが、太陽の重力圏いわゆる太陽系を脱出するにはボイジャーでもあと9000年〜1万8000年もかかります。(先日ボイジャー探査機が打ち上げから49年かかって地球から1光日の地点に到達したと報道がありましたので、その365倍が1光年です。)

地球から肉眼で見える星は全て私たちの太陽がある天の川銀河内の星々です。
天の川銀河には2000億～1兆近くの星があると言われています。
太陽から一番近い恒星は4光年離れたプロキシマケンタウリ(11等星)という星です。
日本から見える1等星で一番近いのはシリウスの8.6光年です。
逆に1等星で一番遠い星は、はくちょう座のデネブで1411光年離れています。
(ギリギリ肉眼で見える6等星の恒星で一番遠い星だとカシオペア座のV762が1万6千光年離れています。)
(太陽は天の川銀河のオリオン腕の内側の縁近くにあって、半径5万光年の天の川銀河の中心から2万7000光年離れています。)
(太陽も天の川銀河の中で2.5億年かけて一周しています。)

但し、例外が１つだけあります。それがお隣の銀河のアンドロメダ銀河です。地球から250万光年離れていますが、すごく巨大(天の川銀河の直径の2.5倍の25万光年)で、秋～冬にかけて肉眼でも見えることがあります。このアンドロメダ銀河が肉眼で見える一番遠い天体です。
(アンドロメダ銀河は40～70億年後に我々の天の川銀河と衝突合体してひとつの楕円銀河になるそうです。)

アンドロメダ銀河は我々の天の川銀河などと銀河の小さなグループである局部銀河群(銀河100個ぐらい)を構成する一員です。
さらに、その局部銀河群はおとめ座超銀河団の一員です。(おとめ座超銀河団の中の最大の銀河団はお隣のおとめ座銀河団です。)
おとめ座超銀河団はラニアケア超銀河団の中の主要超銀河団のひとつです。
ラニアケア超銀河団より広い範囲は『観測可能な宇宙』と言われています。

さて、そこで観測不可能な宇宙とは何か？
それは我々の天の川銀河の中心方向の反対側の宇宙にあって、天の川銀河の星々の光が邪魔をして観測が出来ない範囲なのです。
もう一つは宇宙が膨張していて、その膨張速度が光の速さを超えているので、永遠に光が届かないので、観測できない宇宙があるのです。

■星空に興味を持ったら、まず肉眼で見よう！

一番お手軽なのは望遠鏡や双眼鏡を使わず肉眼で星を見ることです。

●星がよく見える条件とは

・360°見渡せる開けた場所。
　　(公園や河原など)
・月明りのない新月期
　　(新月の夜は都会でも星がよく見えます。)
・日没1時間30分後～日の出1時間前
　　(街明かりが消える午前0〜3時がベスト)
・天気が快晴で雲のないとき
・湿度が低いとき
・空の透明度の高いとき(春先より秋～冬の方がよく見える)
・近くに街灯や強い光源のない暗い場所。
・眼を暗順応させる。(瞳孔を開かせる)
　　(15分ぐらい暗い場所で眼を慣らしましょう。)

●星座早見盤を買ってみよう！

星座早見盤があるとさらに楽しめます。
オススメは下記のプラスチック製のスターディスクです。

百円ショップでも紙製のものが売っています。

時間を追って、どんな星座が見えてくるか分かりやすいので、星の並びが覚えやすい。

●おすすめ星座アプリ

Andorid/iPhone共通
・『星と宇宙-AR星座早見盤)』無料(画面下部にバーナー広告有り)
・『Stellarium(ステラリウム)』無料(画面広告無し)　
・『星座早見』　無料(広告一切無し)（星座早見盤のアプリ）
Andoridのみ
・Google『SKYマップ』無料(広告一切無し)

スマホの星座アプリを頼りにいろいろな星座や星を眺めて楽しみましょう。1ヶ月も毎日眺めているとだいぶ星がわかるようになります。人工衛星軌道アプリを使えばISS(国際宇宙ステーション)などが見つけられます。流れ星は20～30分空を眺めていると見られることがあります。

●惑星を見つけてみよう！

先ずは太陽系の私たちの仲間の惑星を見つけてみましょう。
肉眼で見える惑星は水星、金星、火星、木星、土星の５つです。

太陽系の惑星は太陽を中心にほぼ同一平面上に並んでいます。地上からだと円弧状に見える。それが黄道(こうどう)です。
惑星は黄道(太陽の通り道)しか通らないので、見つけやすいです。夏は空の低い位置(冬の太陽の通り道と同じ角度)、冬は空の高い位置(夏の太陽の通り道と同じ角度)を通ります。

惑星で明るい順だと金星＞木星≧火星＞土星＞水星になります。(金星、木星、火星は1等星より明るいのですぐ見つけられる。)

内惑星の水星と金星は地球より太陽に近い場所を回っているので、日の出直前か日没直後の１～２時間ぐらいしか見ることが出来ません。

天王星と海王星は地球から遠くにあるので、小さくて暗いので、肉眼で見えません。(正確には天王星は5.5等級なので天の川が見える暗い場所なら目視出来るが、小さくて判別は難しい。都市近郊では、ほぼ肉眼では見えません。)

太陽系の惑星は瞬きが少なく見えるか、瞬かないように見えるので区別がつきやすいです。

毎日、夜空を一瞬でも良いので眺めて惑星の位置をスマホアプリなどを使って確認して下さい。1カ月も続ければ、直ぐに惑星が見つけられるようになります。

●1等星の名前と位置を覚えよう！

日本から見える15個の1等星をすべて覚えましょう！(南半球でしか見られない6個を加えると全天で21個の1等星がある。)
(福島県いわき市以南の太平洋側の水平線が見える高い場所や海沿いからだと全天でシリウスに次いで2番目に明るい16個目のカノープスが見られることがある。東京だと水平線からの最大離角2°、沖縄本島だと11°)

〘日本から見える一等星15個リスト〙
(冬)ベテルギウス(オリオン座)、リゲル(オリオン座)、アルデバラン(おうし座)、カペラ(ぎょしゃ座)、ポルックス(ふたご座)、プロキオン(こいぬ座)、シリウス(おおいぬ座)
(春)レグルス（しし座）、スピカ(おとめ座)、アークトゥルス(うしかい座)
(夏)アンタレス(さそり座)、アルタイル(わし座)、ベガ(こと座)、デネブ(はくちょう座)
(秋)フォーマルファウト(みなみのうお座)

※ 太字の星は特に明るくて見つけやすい１等星。

秋～冬の時期は一晩(日没〜日の出)で15個中14個(アンタレス以外)の1等星を見ることができる。
天頂付近かそれより北を通るカペラ、アークトゥルス、ポルックス、デネブ、ベガは長い時間夜空にあるので、最初に覚えておくといいでしょう。

●見つけやすい星座の名前や星の並びを覚えよう！

季節ごとに代表的な星座や星の並びも覚えるとその星座から他の星座が辿れるようになります。
(冬)オリオン座、ぎょしゃ座、冬のダイヤモンド
(春)北斗七星(おおぐま座)、しし座、春の大曲線
(夏)はくちょう座、さそり座、夏の大三角
(秋)カシオペア座、アンドロメダ座、秋の四辺形(ペガスス座)
※特に太字の季節ごとに有名な星座や星の並びを最初に覚えましょう！
※星座では、冬に天頂よりやや南を通る三ツ星が特徴のオリオン座と夏の天頂より北を通る十字の形が特徴のはくちょう座は見つけやすいので形を覚えておきましょう。
天頂より北にあり、主に2等星で構成されているカシオペア座と北斗七星は、必ずどちらかは夜空にあり目印になるので必ず覚えましょう!

北極星(現在は、こぐま座の2等星ポラリス)はほぼ地球の自転軸の方角にあるので、一年中、ほぼ真北の同じ場所(観測地の緯度と同じ角度;東京だと35°)をほとんど動きません。

※星座名は基本的にひらがなかカタカナ(外来語の場合)で表記します。
※全天で88の星座があります。

■スマホやデジタル一眼カメラで星座を撮ってみよう！

肉眼で見るだけでなく、是非、スマホや一眼カメラで星座の写真を撮ってみてください。星座や星の位置を覚えるのに非常に有効です。

●スマホの星空撮影アプリ

以下は星空の写真を複数枚撮影したものを加算平均合成(暗い天体を浮き上がらせて、画面のノイズを減らす効果がある)する星空撮影アプリです。

Andorid
・夜撮カメラ(無料制限有、300円)
・GooglePixelシリーズ標準カメラアプリ(夜景モードにして三脚にスマホを固定するとスマホが感知して自動的に星空撮影モードになります。この星空撮影モードは約４分間に露光時間10〜15秒の画像を複数枚撮り続け、加算平均合成します。)

iPhone
・星撮りカメラくん２(無料)
・星撮りカメラさん２(680円)

(上記アプリを使わなくてもスマホの標準カメラアプリの夜景モード等でもある程度、星空は撮れます。但し、20〜30秒以上は日周運動により星が流れてしまいます。)

星空撮影にはスマホと三脚、三脚用スマホホルダーの3点が必要です。

三脚はアマゾンで2〜4千円ぐらいのもので充分です。

Bluetoothのシャッターリモコンがあれば尚いいです。

スマホホルダーはちょっと高価ですが金属製でネジ止め式のUlanziのST-02Sが使いやすいです。

無ければ百円ショップで買えるものでとりあえず大丈夫かも？(最近では上記のスマホ用三脚のようにオマケに付いていることも多いです。)

以下の画像は筆者がスマホで撮影した東京の市街地での星空です。
是非、画面を拡大してご覧ください。光害地でもたくさんの星が写っています。

●デジタル一眼カメラでの星空撮影方法。

デジタル一眼カメラ(レフレックス/ミラーレス)はキットレンズや標準レンズでも大丈夫です。もし明るい単焦点レンズがあれば尚いいです。
広角レンズがあれば広い範囲の星空が撮れます。

50mm以下の焦点距離のレンズを使用。三脚も必須です。
撮り方はピントはマニュアルにして無限遠∞にピントを合わせます。(正確にピントを合わせるには、ライブビュー画面から最大に拡大表示しながら、フォーカスリングを回して、星が一番小さくなったところがピントの合っている場所です。)(マニュアルフォーカスレンズの方がピントが合わせやすい。)
露出はマニュアル(M)に設定し、感度をISO1600～ISO6400ぐらいの間で設定。絞りは開放絞り(Fの一番小さい数値)か一段絞った(数値が約1.4倍)ぐらいにして、シャッター速度をおおよそ『300÷レンズの35mm換算焦点距離』以下に設定する。(例えばAPS-Cサイズのカメラでレンズの焦点距離が18mmなら300÷(18×1.5)＝11.1≒10秒)(フルサイズカメラで14mmなら300÷14=21.4≒20秒)
(フイルムカメラ時代は上記の定数が300ではなく500でしたがデジタルカメラになってよりシビアな300ぐらいが妥当だと思われます。定数200で計算すればより画面の流れが少なくなります。)
これは、長秒露光している間に星が地球の自転で1分間に15′(1/4°)の角度で動いてしまうので、シャッター速度は上記の計算した秒数以下でないと星が伸びてしまう。望遠レンズだと1秒以下が限界です。(北極星に近いほど若干の余裕があります。)

50mm以下のレンズを使用して30秒以上の露光で撮るなら地球の自転(日周運動)に合わせて回転し、星を追尾する簡易なポータブル赤道儀が必要です。85mm以上の望遠レンズ(300mm位まで)なら耐荷重5kgぐらいのポータブル赤道儀とバランスウエイトが必要です。

さらに、本格的な天体写真を撮るなら三脚座が付いているような大きな超望遠レンズも搭載できる耐荷重の大きい極軸望遠鏡が付いた2軸赤道儀が必須です。

星雲などの発する赤外域の光をセンサーに感光させるためにセンサー前面に装着されている赤外カットフィルターを取り除く天体改造をすると星雲がよく写ります。(カメラを天体改造すると通常の写真の色がおかしくなります。)(天体専用CMOSカメラを使う方法もあります。）(無改造でもフジフイルムやペンタックス、シグマのカメラは比較的ｈα領域が写りやすいです。)

あと、レーリーズコードやシャッターリモコンなどがあればシャッターを押したときのブレを抑えられます。ない場合はセルフタイマーを5秒か10秒に設定して撮影してください。

星が写りにくくなる原因の街明かり(光害)をある程度軽減して、明るい星ほど、より大きくなるようににじませるkenkoの『スターリーナイトプロソフトン』フィルターがあるとさらに綺麗に星座が撮れます。

■星空写真に星座線を引いてみよう！

スマホなどで星座写真撮ったら、その画像に本やネットの星座の画像などを参考にペイントソフトなどで星座線を引いてみましょう。星座名や星の名前とか入れるといいかもです。
これ凄く勉強になります。私はこの方法で星の名前や星座を覚えました。

以下は筆者が一眼カメラで撮影した星空です。
是非、画面を拡大してご覧ください。たくさんの星が写っています。

■星空をさらに楽しむ道具

●単眼鏡や安価な双眼鏡を買ってみましょう。

実際に肉眼で観察することから始めるなら、最初はアマゾンで2～4千円台の安い10×40(10倍で口径40mmという意味)ぐらいの単眼鏡でもかまいません。

4千円台なら安価な双眼鏡も買えてしまいます。

口径は40mm以上で、倍率は10倍以下のものが星見に最適です。口径が大きいほど暗い星も見えます。倍率は10倍を超えると手ブレしてかえって星が見にくいです。なるべく口径が大きくて、倍率の低いものほど星や星座は見やすいです。ズーム式は暗いので星空観察には使えませんので絶対買わないでください。
もし手ブレして見にくい場合は三脚に載せて観察してください。
双眼鏡を三脚につける場合はビノホルダーが必要です。

双眼鏡について詳しくは下記の記事をご参照ください。