部誌No,26「惑星同士の接近」

惑星同士の接近

藤原

今年はコロナがすごいことになっているせいで天文部の活動がこの部誌を書くだけで終わってしまうのでしょうか、、、

今年の10月は2年2か月ぶりに火星が地球に接近するとのことでにぎわっていますが、実際の2惑星間の最接近距離は10月6日の約6210万kmとのことです。距離感がいまいち分からないというみなさんに分かりやすく説明すると、地球を1550周するのと同じくらいの距離なので歩いていくにしてはなかなかに大変そうですね、、、。なぜこのように火星が地球から近い場所に位置することになったり、遠い場所に位置するのかというと、公転軌道の半径が異なることから太陽により近い惑星の方が公転にかかる時間が短いので内側の惑星が外側の惑星を追い抜く場合があります。この時が最接近と呼ばれるタイミングになります。最接近の前後では火星は木星よりも明るく見えるので夜空を見上げた時にはぜひ目を引くような赤い星が浮かんでないか探してみましょう。

実は地球と火星以外にも今年は20年ぶりに木星と土星が接近するのですが、なんと今年は接近時の視距離が0.1°以内となる大接近で実に1623年以来397年ぶりの出来事だそうです。ちなみに最接近は12月22日午前三時頃なのですが、残念ながら日本はその時間は地平線の下に沈んでおり見ることができません、、、。なので12月22日付近の観測することができそうな天気のよいときにしっかりと見ておきましょう。望遠鏡の視野のなかに2つの惑星が入り込むことなど滅多にないので。

このように今年の惑星の接近について書いてきましたが、みなさんも興味を持った惑星が他の惑星とどのように接近していくかを調べてみてはどうでしょうか。早くコロナが落ち着いてみんなで観測に行ける日がきたらいいですね。終わり。

部誌No,25「流星群ってなんや？？」

流星群ってなんや？？

今年の8月にペルセウス座流星群が話題になりましたね！皆さん見れましたか？

今回は流星群について話したいと思います！！

そもそも流星（「流れ星」とも言います）とは、宇宙空間にある直径1ミリメートルから数センチメートル程度のチリの粒が地球の大気に飛び込んできて大気と激しく衝突し、高温になってチリが気化し、その成分が光を放ちながら夜空に流れて消えるものを流星と言います！

その流星のもとのチリを放出しているものが彗星と呼ばれ、彗星とは太陽の周りを回る氷の塊のことを言います！彗星はチリの粒を軌道上に放出しながら動き、チリの粒の集団は、それを放出した彗星の軌道上に密集しています。だから、彗星と地球の動きがうまく噛み合ったものを○○流星群と呼び、その中の一つがペルセウス座流星群という訳です！！

今年のペルセウス座流星群は月明かりで見にくかったので来年ぜひ見てみてください！！

参考文献

・流星群　国立天文台　　　https://www.nao.ac.jp/astro/basic/meteor-shower.html

・彗星とは　富山市科学博物館　　https://www.tsm.toyama.toyama.jp/?tid=101908

部誌No,24「紹介！ 宇宙望遠鏡」

紹介！　宇宙望遠鏡

鎌田

　普段私たちは星を観察するのに望遠鏡や双眼鏡などを用いる。その種類は様々で持ち運べるものから高地に設置されている大規模なものがあるが、その中でも今数々の天体を発見し、研究分野にも大きく貢献しているのが宇宙望遠鏡だ。今回はそんな宇宙望遠鏡の中から二つを紹介したいと思う。

ハッブル宇宙望遠鏡

　1990年4月24日にNASA（アメリカ航空宇宙局）によって打ち上げられたスペースシャトル・ディスカバリー号によって宇宙に設置された。観測開始から30年たった今も観測し続けており、もっとも有名な宇宙望遠鏡である。長さ13.1メートル、重さ11トンの筒型で、観測に用いる電磁波のほとんどは可視光であり、内側に主鏡の直径が2.4mの反射望遠鏡が設置されている。地球の上空約540kmを周回しており、約97分で地球を一周する。主な功績としては、シューメイカー・レヴィ第9彗星が木星に衝突する様子を捉えたことや、太陽系外の恒星の周りに惑星が存在する証拠を初めて得たこと。銀河系を取巻くダークマターの存在を明らかにしたことなどがあり、数多くの綺麗な天体写真を撮影している。

スピッツァー宇宙望遠鏡

　この望遠鏡は同じくNASAが2003年8月にデルタロケットにより打ち上げた。 この望遠鏡は前述のハッブル宇宙望遠鏡とは異なり、赤外線を用いて観測する。そのため、可視光では絶対見ることのできない天体写真を撮影することができる。また、軌道も異なり地球を追いかける形で太陽周回軌道上に存在する人口衛星型の宇宙望遠鏡である。主な功績としては、トラピスト1の周囲に地球サイズの惑星を7つ発見し、そのうち6つは岩石型の惑星である可能性が高いことが分かったこと等がある。また、右にあるような美しい写真を多く撮影した。そして、2020年1月に運用を終えた。

参考文献：http://spaceinfo.jaxa.jp/ja/hubble_space_telescope.html　　JAXA宇宙情報センター

　　　　　　　https://www.businessinsider.jp/post-206685　　BUSINESS INSIDER　

部誌No,23「天動説と古代哲学者の苦悩 」

天動説と古代哲学者の苦悩 

安部

　こんにちは、3回の安部です。今回はタイトルの通り、天動説について説明したいと思います。僕は宇宙論や惑星に興味があり、部誌では個人的に面白いと思った比較的マイナーな話題を誰でもわかるように書いていました。しかし今回はいまいち書きたいことが見つからず、結局天動説というありがちな話題となりました。ただし、この手の話では地動説への移り変わりの部分をメインに語られることが多いですが、今回は地動説には一切触れず天動説をメインとして話すことにします。特に前半では実際の星の運動や観測結果に矛盾がないような天動説のモデルができるまでの歴史を、後半ではその詳細な構造について述べます。 

さてそろそろ本題に入ります。まず天動説というのは地球が静止しておりその周りを星が公転しているというものですが、まあ昔の人がそう思うのも無理はないですよね。星が天球上を東から西へ移動するのを見てまさか自分が回転しているとは思わないでしょ普通。もちろんその原因として宗教的な価値観による後押しもあったでしょうが。ところで天動説を考える上で避けては通れないのが惑星の逆行でしょう。逆行とは地球からみて惑星がある期間において、通常とは逆に動くことを指します。これは単に地球を中心とし、その周りを惑星が回っていると考えたのでは説明できません。この問題を解決するために古代哲学者は様々な惑星のモデルを考えました。これがはっきりと確認できるのは紀元前340年頃のアリストテレスが著した『天体論』までさかのぼります。この書では古代哲学者エウドクソスによる同心天球説を発展させたモデルについて言及されています。これは各々の惑星軌道自体が自転することで逆行を説明する非常に複雑なものです。しかしこのモデルはいくつもの矛盾を孕んでいました。その中でも、

②    惑星の明るさの変化を説明できない

②逆行する期間と順行する期間の説明

という問題がありました。これらを解決するために紀元前2世紀哲学者ヒッパルコスにより考えられたのが従円(導円や誘導円とも)と周転円によるモデルです。(図1)

図１

これらに２つの重要な概念をくわえ、具体的な公転の周期を与えるなどし、体系化したのが2世紀にアレクサンドリアで活躍したプトレマイオスであり、それは『アルマゲスト』という書にまとめられています。これに書かれている天動説は以後1000に渡り西洋で受け入れられました。つまり、二世紀の時点で、大まかに星の運動を説明するモデルが天動説という形で示されていたのであり、いかに天文学と数学が発達していたかが窺えます。

ここからはプテレマイオスの示した従円と周転円に離心円とエカントという概念を加えたモデル（図２）について説明します。

図２

離心円とは地球を中心としない周転円の中心の円軌道のことです。ややこしいで物ですが簡単にいうと地球は真ん中から少しずれているという認識で大丈夫です。次にエカントとは周転円の中心が離心円の中心を挟んでちょうど反対側にある点であり、エカントから見ると周転円の中心が一定の角速度で移動するというものです。これもわかりづらいですが、要するに周転円の中心の円運動は等速ではないということです。このモデルではまず周転円上で惑星が周点円の中心と逆向きに動く期間があるので逆行を説明できます。また惑星の明るさの変化は地転と惑星との距離が変化するので説明できます。次に離心円やエカントといった複雑な概念を導入した理由ですが、本来地球の公転軌道は楕円であるためにおこる現象（例えば春分点から秋分点までの期間と秋分点から春分点までの期間のズレ）を太陽が地球の周りを円運動する条件のもので説明するためです。そもそもこのころ天体の軌道はすべて真円であるという風に考えられていました。地球が中心にあることに加えこの条件を仮定したがために今回説明したような複雑なモデルが生まれたと言うことです。とくにエカントというのは天体の等速円運動を破るものであり受け入れ入れようとしない哲学者もいたようです。このモデルにプトレマイオスはさらに内惑星と外惑星についても周転円上の周期と公転周期を与え惑星が地球に接近、離反する周期について観測と一致させることに成功しました。その辺の説明をしだすと文章が非常に長くなってしまうので控えておきますが、参考文献１にとても詳しく説明されています。

以上が天動説の発展の歴史です。天動説は実際の天体の動きを正確に説明できることとその体系が２世紀の時点で、できあがっていたということを知っていただけたのであれば幸いです。実はここでは紹介していない全く異なるモデルやエカントを解消するために後の哲学者が考えたモデルも複数あるのですが、これをきっかけに興味を持った方は調べてみてはいかがでしょうか。

参考文献

古典天文学http://fnorio.com/0015Classical_Astronomy1/Classical_Astronomy.htm#3-3-1

宇宙観の革命

http://www.wattandedison.com/JSME-Nakamura.pdf

部誌No,22「直焦点撮影時に欠かせない機材」

直焦点撮影時に欠かせない機材

洗川

こんにちは。今年は文化祭がなく、部誌を書くのが久しぶりで拙い文章となっているかもしれませんが、ぜひ最後まで読んでいただけると嬉しいです。

　今回のテーマは、星雲写真など直焦点撮影時に欠かせない機材について主に紹介していきたいと思います。まず、1つ目は赤道儀ですね。赤道儀は簡単に説明すると、「星を追いかけながら撮影する」というものです。固定撮影では、露光時間は30秒が限界なのに対し、赤道儀を使用時では1分、2分、3分でも星が点像で撮影することができます(写真１,2)。赤道儀は、初心者向けからベテランのものまで様々ありますが、高くて性能が良い機材ほど、露光時間が長くても追尾がよりしっかりとできて、精密さなど素晴らしいですね。

　　　　　

　写真１．露光時間30秒　　　　　　　　写真２.露光時間　120分(3分×40)　

　2つ目は鏡筒です。カメラと普通のレンズだけで撮ろうとすると、焦点距離が足りず星座の写真や星景写真になってしまいます。ここで、鏡筒にカメラを取り付けることでオリオン大星雲やアンドロメダ銀河などのものも撮影することが可能になります。3つ目はカメラですね。カメラは、写真を撮る上では欠かせませんね。カメラは、ものによって性能の部分が違ったりするのでどのカメラを使うかも大切ですね。例えば、星雲といっても赤い星雲を撮りたい場合、普通のカメラでは写りません。ここで、ローパスフィルターを外し赤外線だけをカットするIRフィルターが取り付けられた、カメラの改造機を使って写真を撮ると赤い星雲を撮ることができます。

　このように、撮影時欠かせない機材は沢山あり、どれか1つ欠けても写真を撮ることはできません。先ほど説明した以外にも、赤道儀用のバッテリーや、タイマーレリーズ、レンズヒーターなどなどありますが、今回はここまでにしておきます。最後まで読んでいただきありがとうございました。

参考文献；

天体写真の世界　デジカメの改造

http://ryutao.main.jp/tips_howto_dslr.html