天体が低空に輝くとシーイングの悪化とともに大気の分散により色ずれを起こし、天体の上部が青色、下部が赤色に着色する。
常に高度が低い金星、水星などではおなじみですが、他の惑星ではあまり気がつかないものでした。
もちろん観測や撮影をわざわざ低空でする人はあまり無いと思いますが、2001年、2003年の火星は日本から見る限り30°〜40°台が中心となり立派な?低空と言えます。
この大気の分散を簡単に補正する方法として、眼鏡屋さんが検査に使う小角プリズムを光路中に使い、大気とは逆方向の分散を起こして補正する方法です。
この方法は、名古屋の池村俊彦氏が「天文ガイド」などに発表されています。
●2個のプリズム 眼鏡検査用小角プリズム 旧タイプで、現在のものは金属枠に入っています。
右側はカメラアダプターに入れるため、つまみ部をカットしています。手で持ったプリズムは偏角2°のプリズムで、背景が浮き上がって見えている。
ただ、私も近年、ソフィア・堺で画像を得るまではあまり重要だとは思っていませんでした(「できれば行うほうが良いかな」程度でした)。
逆に言えば、その差が出るような解像力の画像を撮れなかったことが必要性を感じさせなかったのでしょう。
ソフィア・堺の60cmで惑星像を撮るようになって大気の分散による色ずれが思いのほか高い高度まで目立って分かるようになってきました(これは画像処理による強調も含まれています)。
簡単に言うと、高度60°でも色分散は起こっており、画像処理後に見えることから、60°以下の高度でこのプリズムを使用しています。
現在使用しているプリズムは、60cmカセグレンの場合、高度60°〜40°の時には3°、40°以下は5°のプリズムです。
なお、このプリズムの角度値は眼鏡検査における視線方向のずれ、偏角を現しており、プリズムの頂角ではないそうです。
● 画像(4)アダプターとプリズム アイピースアダプターに貼り付けたプリズム
火星の拡大はXP24mmを使用しています。
プリズムはアイピースアダプター内にガムテープなどで貼り付けており、アイピースの直前に置かれることになります。
プリズムの偏角軸にはガラス上にマーキングが入っており、これと重力の垂直軸をおおむね合わせて使用しています。ニュートン式だと視野の回転があって少し複雑?になります。
当然、プリズムを置く場所によって効果が変わりますので、望遠鏡やシステムによって使用する角度値は選ばなくてはなりません。
また、現在の画像処理技術があればRGBの3色像の各色フレームを個々に動かして位置合わせをすれば良いように思われますが、各色の中でも波長によるずれは起こっているはずです。
最大の課題は、CCDの青色光感度に赤外域が漏れて写っていて、青色光の画像が極端に解像力を落としていることだと思います。
赤外漏れの青色光画像は大気分散方向に長く伸びて写り、位置合わせだけでは回復できないものです。
CCD青色光の赤外域漏れは、カメラごとに使用している赤外カット用ガラスブロックなどによって量は違うと思うのですが、紹介できるほどのデータ収集はしていません。
そして、ビデオカメラで動画として撮影している今、撮影時に補正しておかないと、後からの動画処理はほとんど不可能(パソコンの処理能力と該当するソフトが無い)になります。
眼視観測においての利用ですが、60cmでの撮影時に確認のため眼視でも見ていますが、高度30〜40°ぐらいで利用するとシーイングが1段階上がったようにコントラストも良くなります。
また、僅かの経験ですが、屈折望遠鏡においては残存色収差のせいか、大気の分散については鈍感であるようです。
つまり、プリズムを使用しても効果がわかりにくいように思います。
2003年の火星に向けて、ともかく試してみてください。決して後悔しないと思います。
●木星画像
青色光画像を比較すると良く分かります。(大赤斑あたりを注目してください)
B画像がプリズムを使用して撮影したものです。
A画像の青色光像を移動して見かけの色ずれを補正しても解像度が向上していないことが分かります。
大気による色分散補正プリズムホルダー試作
(ズームレンズのズーム駆動摺動部の活用)
(2005/06/05)
大気の分散による色ずれを補正するとき、小角プリズムを使って惑星撮影に利用することは、概ね理解されてきました。
天体の高度によって変化する補正量に合わせてプリズム効果を変化させるには、いろいろな方法がとられていますが、今回の試作はプリズムを光軸方向にズームレンズ用の摺動部使い、動かすことによって補正量を連続的に変化させようとしました。
利用したズームレンズは8mm映写機用のヤシカレンズで、ストロークが20mmほどしか無く、やや力不足ですが、プリズム(角度)を交換することと合わせて補正量を調整しています。