Sin PS o doble exposición se me ocurre poner un diafragma pequeño, abrir obturador, disparar los flashes para el búho, reservar la parte del búho tapando esa parte con una mascara o la mano y esperar unos segundos hasta que la luna esté bien expuesta y después cerrar el obturador.
Lo que pasa es que para sacar la luna de ese tamaño tendrías que usar una focal muy larga, a no ser que use algún modificador de focal en la parte derecha.
Por lo menos los exif apuntan a eso: Canon EOS 7D, Obj. Canon 100-400 + 1.4X, ISO 100, 726s, f/18