星の軌跡

星の軌跡は、長時間露光を使用して日周運動、つまり地球の自転による夜空の星の見かけの動きを捉える写真の一種です。星の軌跡写真では、個々の星が画像全体に縞模様として表示され、露光時間が長いほど弧も長くなります。この用語は、国際宇宙ステーションや火星など、他の場所で撮影された同様の写真にも使用されます。^{[2] [3]}

星の軌跡を撮影する場合の典型的なシャッター速度は15分から数時間で、通常よりも長い時間シャッターを開くにはカメラの「バルブ」設定が必要です。しかし、より実践的な手法は、複数のフレームをブレンドして最終的な星の軌跡画像を作成することです。^[4]

星の軌跡は、主要な望遠鏡の観測場所の品質を測定するためにプロの天文学者によって使用されてきました。

星の軌跡写真は、カメラを三脚の上に置き、レンズを夜空に向け、シャッターを長時間開いたままにすることで撮影されます。^{[5]星の軌跡は、アマチュア}天体写真家にとって比較的簡単に撮影できると考えられています。 ^{[6]写真家は通常、レンズの焦点を無限遠に設定した}DSLR またはミラーレスカメラを使用してこれらの画像を撮影します。ケーブルレリーズまたはインターバルメーターを使用すると、写真家はシャッターを希望の時間開いたままにすることができます。通常の露出時間は、画像の星の軌跡の弧の希望の長さに応じて、15 分から数時間にわたります。^[7]星の軌跡写真は低照度条件下で撮影されますが、露出時間が長いため、ISO 200 や ISO 400などの高速フィルムを使用できます^。[6]星の軌跡には、f/5.6 や f/4 などの広い絞りが推奨されます。^{[5] [8]}

星の軌跡を撮影する場合、露出時間は数時間かかることがあるため、カメラのバッテリーはすぐに消耗してしまいます。シャッターを開閉するためにバッテリーを必要としない機械式カメラは、バッテリー電源に依存する最新のフィルムカメラやデジタルカメラよりも有利です。これらのカメラでは、バルブ（ B）露出設定でシャッターが開いたままになります。^[9]デジタルカメラが遭遇するもう1つの問題は、露出時間が長くなるにつれて電子ノイズが増加することです。^[5]ただし、これは、露出時間を短くして、それをポストプロダクションソフトウェアで積み重ねることで回避できます。これにより、1回の長時間露出によって発生する可能性のある熱の蓄積やデジタルノイズを回避できます。

アメリカの宇宙飛行士ドン・ペティットは、2012年4月から6月にかけて、地球周回軌道上の国際宇宙ステーションからデジタルカメラで星の軌跡を記録した。ペティットは自身の技術を次のように説明している。「私の星の軌跡の画像は、約10分から15分の長時間露出で作られています。しかし、現代のデジタルカメラでは、電子検出器のノイズによって画像が実質的に消えてしまうため、30秒が最長の露出時間です。より長時間の露出を実現するために、私は多くのアマチュア天文学者がやっていることをやっています。30秒の露出を複数回撮影し、それを画像処理ソフトウェアで「積み重ね」 、より長時間の露出を作り出します。」^{[10] [2]}

火星では星の軌跡の画像も撮影されている。^[11]スピリット探査機が流星を探しているときに撮影した。^[11]カメラの露出時間は60秒に制限されていたため、星の軌跡は破線で表示される。^[11]

星の軌跡を写真に撮れるのは、地球が自転しているからです。星の見かけの動きは、主に湾曲した筋としてフィルムや検出器に記録されます。 ^[5]北半球の観測者の場合、カメラを北に向けると、北天の極（北極星のすぐ近く）を中心とする同心円状の弧のある画像が作成されます。 ^[6]南半球の観測者の場合、カメラを南に向けることで同じ効果が得られます。この場合、弧状の筋は南天の極（八分座シグマ星の近く）を中心とします。カメラを東または西に向けると、天の赤道上にまっすぐな筋が写ります。天の赤道は、地平線に対して角度 で傾いています。この傾きの角度は、撮影者の緯度^[5] ( L ) によって異なり、90° − Lに等しくなります。

星の軌跡の写真は、天文学者が望遠鏡の観測場所の質を判断するために使用できます。北極星の星の軌跡の観測は、大気中の視界の質や望遠鏡の設置システムの振動を測定するために使用されています。 ^[12]この技術の最初の記録された提案は、ESスキナーの1931年の著書「天体写真マニュアル」にあります。^[13]

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  北西を向いて撮影した星の軌跡。
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  ESO 3.6m望遠鏡上の星の軌跡。^[14]
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  北天の極の周りの星の見かけの動きを示す星の軌跡の写真。北極星はジェット機の軌跡の真上にある極近くの明るい星です。
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  雷雨の上のカシオペア座。 ^[15]
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  アイオワ州ウォーターワークス・プレーリー・パークで撮影されたスタートレール。
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  エジプト、ファイユームのスタートレール。
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  フランスのラ・アーグ灯台で星の軌跡を描いた周極星。
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  皆既月食の際に撮影された星の軌跡。

ウィキメディア・コモンズには、星の軌跡に関連するメディアがあります。

• スタッキング ソフトウェアを使用して星の軌跡写真を作成する 4 つの手順
• 星の軌跡写真
• StarStaX 無料のマルチプラットフォーム スタートレイル ソフトウェア