星を点のまま撮れるシャッター時間は何秒か
公開日 ・カメラと光学
星空の写真は、暗い星の光を集めるために、シャッターを何秒も開けて撮ります。ところが、地球は自転しているので、その間にも星は少しずつ動いて見えます。シャッターを長く開けすぎると、星は点ではなく短い線になって写ります。
星を点のまま写せるのは、何秒くらいまでなのでしょうか。
星はどれくらいの速さで動くか
地球が恒星に対して 1 回転する時間は、NASA の資料で 23.9345 時間です。星はこの時間で空を 1 周するので、1 秒に約 15.04 秒角（1 分間に約 0.25 度）動いて見えます。
これは、天の赤道（地球の赤道を空に延ばした線）の近くにある星の速さです。天の北極に近い星ほど、小さな円を描くのでゆっくり動きます。
1 画素動くまでの時間
写真の中で星がどれだけ動くかは、焦点距離で決まります。望遠になるほど、同じ角度の動きが大きく写ります。それが何画素分になるかは、センサーの 1 画素の大きさで決まります。
ここでは、星が写真の中で 1 画素動くまでを「点のまま写る」時間としました。天の赤道付近の星を、画面の中央に写すとして計算しています。
| カメラ | 換算 14mm | 換算 24mm | 換算 50mm |
|---|---|---|---|
| フルサイズ・約2400万画素（1 画素 6.0 µm） | 5.9 秒（12 秒） | 3.4 秒（6.9 秒） | 1.6 秒（3.3 秒） |
| フルサイズ・約4500万画素（1 画素 4.4 µm） | 4.3 秒（8.6 秒） | 2.5 秒（5.0 秒） | 1.2 秒（2.4 秒） |
| APS-C・約2400万画素（1 画素 3.9 µm） | 5.9 秒（12 秒） | 3.4 秒（6.9 秒） | 1.6 秒（3.3 秒） |
| 1/1.3型（スマホ）・約1200万画素（1 画素 2.4 µm） | 8.5 秒（17 秒） | 4.9 秒（9.9 秒） | 2.4 秒（4.7 秒） |
| 参考：500 ÷ 換算焦点距離 | 36 秒 | 21 秒 | 10 秒 |
フルサイズ・約2400万画素のカメラ（1 画素 6.0 µm）で換算 24mm のレンズを使うと、1 画素動くまでは約 3.4 秒、2 画素なら約 6.9 秒 です。
画素の細かいカメラほど、時間は短くなります。同じフルサイズでも約4500万画素（1 画素 4.4 µm）なら約 2.5 秒 です。
「500 ÷ 焦点距離」の目安との違い
星を点で写すシャッター時間の目安として、「500 ÷ 35mm判換算の焦点距離（秒）」がよく紹介されます。換算 24mm なら約 21 秒、換算 14mm なら約 36 秒 です。
この目安と比べると、1 画素で計算した時間は数分の 1 しかありません。換算 24mm では、目安の 21 秒 に対して、フルサイズ・約2400万画素で約 3.4 秒 です。
目安どおりに撮ると、星は数画素分の短い線になります。写真を縮小して見る分には点に見えますが、画面いっぱいに拡大すると線になっているのが分かります。どこまでを「点」とみなすかは、写真をどの大きさで見るかで変わります。
星の位置でも変わる
| 星の位置 | 1 画素動くまでの時間 |
|---|---|
| 天の赤道（オリオン座の三つ星付近） | 3.4 秒 |
| 赤緯 30 度 | 4.0 秒 |
| 赤緯 60 度 | 6.9 秒 |
| 赤緯 80 度（天の北極から 10 度） | 20 秒 |
天の北極に近い星ほど動きが遅いので、長く露光できます。赤緯 60 度の星では天の赤道の星の 2 倍、赤緯 80 度では約 6 倍の時間になります。北の空を撮るなら、南の空より少し長めにできます。
スマートフォンでは
スマートフォン（1/1.3型・約1200万画素、1 画素 2.4 µm）の換算 24mm では約 4.9 秒 です。画素はフルサイズより小さいものの、焦点距離も短いため、フルサイズと同じくらいの時間になります。
スマートフォンの夜景や星空の撮影モードの中には、短い時間で撮った写真を何枚も重ね合わせて、星を点のまま明るく写すものもあります。この記事の計算は、1 枚の写真をシャッターを開けたまま撮る場合です。
撮るときのヒント
- 広角のレンズを使う：焦点距離が短いほど、星が動いて見える量は小さくなります。
- ISO 感度と F 値で明るさを稼ぐ：シャッター時間を短くした分、明るいレンズ（F 値の小さいレンズ）や高い ISO 感度で補います。
- 見る大きさを考える：SNS で縮小して見せるなら、多少の線は目立ちません。大きく印刷するなら、計算した時間に近づけます。
焦点距離と写る範囲の関係は FOV Studio で計算できます。被写界深度の計算で使う「許容錯乱円」も、写真をどの大きさで見るかを基準にした考え方です。くわしくは「許容錯乱円とは？写真基準と画素ピッチ基準の違い」で説明しています。
出典
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