Hola Pep
Sí, por supuesto que PI trabaja con imágenes de 8 bits. No termino de entender el problema que estás teniendo. Si al guardar sólo puedes hacerlo en 8 bits es porque estás usando un formato que sólo admite esa profundidad de bits. Por ejemplo, el formato JPEG sólo admite 8 bits.
Sólo se me ocurre que subas una imagen generada con StarTrail, y le echaré un vistazo.
Por otra parte, combinar una serie de imágenes de trazos con PixelMath en PixInsight es facilísimo. Sólo tienes que usar la función máximo. Por ejemplo, supongamos que tienes tres imágenes de trazos y las quieres combinar. La expresión de PixelMath sería algo así:
Max( trazo1, trazo2, trazo3 )
con lo cual estarías obteniendo el píxel más brillante del conjunto de las tres imágenes.