昨夕もかろうじて金星、木星、水星の並び

 この後ほんの数分で雲の中

 天頂には叢雲の月

 Nikon コンデジ CP950で2000㎜越えの望遠で撮るとこんな感じ、1枚撮り

 天頂なので望遠鏡は出せず、DWARF3だと撮れますが、スタックしてもこれだけのシャープさは得られません。

 

◎1回電離カルシウムのH,K線がK型星で強いのはなぜか

 この辺もね、取っ掛かりの頃は何を言っているのやらでしたが、次の中性ヘリウムも含め、大体守備範囲に収まりました。

 

 合わせて、中性ヘリウムの吸収線が高温度星で強いのはなぜか?

 

◎白色矮星では質量が増えると半径は小さくなる

 AIは「質量は半径に反比例」といっていたのですが、調べるとそれは言い過ぎで、実際は箱の最下段に書かれたもの。

 実際のグラフはこれで、「質量が増えると半径は小さくなる」と言える。

 

◎はくちょう座X-1のハード状態

 

 陽子と電子の温度が違う?

 この辺り、テキストではうまく説明されていません。

 ハード状態の温度が、2通り読めるんですよね,,,

 

 10億度と1兆度。

 要は電子の温度より、陽子の温度が1000倍程度高いということ。

 こんなことってあるんだ,,,「詳解」にも書いてあります。

 

◎エカント

 エカントについては以前も短くまとめようとして複雑さで断念。

 今回はAIにまとめさせたところスカスカだったため、上記はwikiの前段を拝借して切り詰めて取りまとめ。

 今日のところは、地球とは離れた位置にエカントという観点を設け、すなわち芯の離れた「離心円」を使って天体の軌道を設定したもの,,,という程度。

 検定だと、理論理論しただけではなく、誰がいつどこで、、、みたいな選択肢になることが多いので、今日のところはこの程度で。

 

◎ニュートンの宇宙静止モデル

 こちらはAIがまとめたもの。読み物風であり、前項のエカントに比べてサラッと読みやすく頭に定着しやすい。

 

◎ルメートル宇宙

 天文学辞典に載っているんだ,,,というのが素直な驚き

 

◎宇宙の臨界密度

 言っていることは、このKと同じようで、閉じたとか開いたとかいう表現も同じ

 ちなみに教科書はK派

 

◎臨界密度Ωと宇宙の曲率パラメータkは同じ意味か

  まあ概ね同じ方向にあるということで

 

 

 

 こういう草地の上に望遠鏡を組むとちょっとした小物、ネジは言うに及ばずレンチとかでも探すの大変そう。 

 カメラは鏡筒の下側にした方がモーメントが低減されるのになあ 

 ポートレートを撮るときはカウンターウェイトがなくて、操作中はウェイトあり

 しかも何となく純正でなさそうなウェイト棒を使用 

 ともあれ星と触れ合うのはよろしい

++++++

 宇宙磁場という以前に、電磁気学の基本が身についていないので、導入部が理解できません。

 まずはベクトル解析をほぼ忘れているので、この第2式から第3式の変換が分かりません。解析の公式があって、単純にそれに従って書き換えればよいようですが、その辺がね,,,一応、∇とか内積/外積とかは復習したのですけども。

 あとはマックスウェル方程式もそれなりに自習はしていまし、多分単純なことなんだと思いますが、その単純なことが繋がらない,,,

 

◎星間雲から生まれたばかりの星に移行する際に磁場強度は破れるのか

 結局、こういうような言葉で書かれた状態しか理解できない。

 今からまたマックスウェル方程式なりベクトル解析(ともに、大学1年次で習う)まで戻るか、スルーするか。試験まで5カ月という中途半端な長さが残っているので悩むところ。

 ちなみに上記箱を数値だけで追うと、

 ・星間雲の磁場強度は10^(-10) T

 ・星誕生時の磁場強度は10^5 T

 ・太陽表面での磁場強度は10^(-3) T

 

 星間雲がギュッとまとまって原始星初期段階だと磁場強度は15ケタくらい強力になる。その後、磁力線は原始星の自転で巻き上げられジェットとして放出され磁力が弱まる(上の数字だと1億分の一)と、イオン化された原子核も重力収縮できるようになり、やがて核融合できるようになって主系列星となる,,,

 

◎太陽風における磁場形状がスパイラル状になる理由

 なんかなあ,,,

 絵を見れば簡単なこと、これ以外ないでしょうというくらい明白。

 

◎レゴリスはなぜ乱反射するのか

 ガラス質+微小な凹凸

 月のレゴリスの平均直径は70μm 砂状物質の一般名称

 

◎レイリージーンズ式、ウィーン式の相違

 もう覚えてしまったからいいのですが、こういう分かりやすい図をテキストに載せて欲しいもの,,,ただしこれは「詳解」からの引用なので、テキストと並行して詳解を確認すればよかっただけのことなんですけど。

 

 黒実線が黒体放射

 黄色の直線がレイリージーンズ式で低振動側(低エネルギー)では合っている

 赤破線はウィーン式で、高振動側(高エネルギー)で一致してる

 

 二つの式をうまく合わせたのがプランクの式

 

◎リーマンゼータ関数

 この式は宇宙背景放射の個数密度を表す式,,,

 一番右の項の∫記号以下は、リーマンゼータ関数を用いると2.40程度になるとのことです。パタヤに来てタイ語を1年半ほど勉強してその後、大学受験数学にハマった時期があり、積分をいろいろとこなしましたが、そういえばこういう積分はやったことなかったな、、、リーマンゼータってあのリーマン予測に出てくる式です。

 ということでこれは検定試験レベルじゃないということでパス。

 

◎単位当たりエネルギー発生量                      

 単位質量あたりだと太陽は人間の一万分の一程度のエネルギーを発生しているのみ

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

◎重力エネルギーが太陽のエネルギー源であると仮定した場合、現在の明るさで何年もつか?

 当然のことながら太陽のエネルギー源は核融合反応ではあります

 ちなみに、天文界隈ではケルビン・ヘルムホルツと名前が付く現象がたくさんあり、共同研究者だったのかな? でも分野が多岐にわたるんですよね。

 

◎核融合反応のエネルギー変換効率

 今を去る,,,随分と前。天文研の1年上の物理系の先輩が言下に、「あんなのだめだよ」と言い放った言葉が忘れられません。

 

 

 

 

 

 雨季なんですが昼間は晴天。透明度もある

 二日前にも撮影しており、黒点の移動方向を見てこの図はだいたい南北方向を合わせています。

 

 いよいよね、7月5日、トリフネフライバイ。

 トリフネ中心から800mのところをフライバイ通過させる予定とのこと

 

◎平均自由行程

 平均自由行程とは、気体やプラズマの中の分子(または原子や電子)が、他の粒子と衝突してから次に衝突するまでに移動する距離の平均値です、、、と「粉体工学用語辞典」にあります。まあ確かに、粉体を吹き付けるのがもっぱらなのでしょうから、粉体が自由に飛べる距離を算出することは粉体工学では重要なんだろう,,,と。

 でもこの言葉、「天文学辞典」にはないんですよね。

 AIが探し出してきた表、出典不明

 

 現在、テキストの演習問題を順次こなしているところで、多少の違いはありますが、同じような数字が並んでいます。

 すなわち、大気中だと60nm,,,光の波長の半分位分子が飛ぶと他の分子にぶつかる

 

 表で超高真空とありますが、これは実験室レベルで達成しうる最高度の真空状態のようですが、60㎞飛んでやっと他の分子にぶつかる。

 

 今やっている演習問題だと、恒星大気の中だと300㎞とあります。

 現在の太陽の中は、プラズマ状態になっていて、水素原子核状態になっていますから標的が小さくなることもあり、300㎞,,,光速で飛んで1/1000秒は他の原子核にぶつからない状況。

 

 では星間空間であればどうか?

 星間空間だと水素原子核が1立方㎝当たり1個とあるとして、平均自由行程は3✕10^12~13mとあります。私の計算だと20~200 auくらい,,,冥王星まで40 auなのでまあそのくらい宇宙って希薄なんですね。

 

◎熱力学での分子の自由度とγについて

 ,,,実に基本的なところの復習

 回転運動ってなんだっけというか、軸周りは無視するって、この段階では??

 なるほど、軸周りだとアーム長が分子半径でありモーメントが微小で無視できる

 テキストではこの辺の式変形が省略されているので整理ができました。

 

 でも結局は、数値を覚えれば、試験では用が足りるという現実。

 単原子分子はγ=5/3。二原子分子はγ=7/5程度。

 自由度は考えれば出てくるので覚える必要はない,,,

 

◎ガス圧が運動量になる理由

 こうやって説明されると、テキストに書いてあることと同じでありながらも、理解できたと,,,と思ってしまいます。

 流体力学とかナビエストークスは講義で学んだんですけどね。結局その分野には進まず、忘れ果てています。

 

◎衝撃波前後でのエネルギー等分配則

 たぶんおおもとの自由度にいろいろなものが含まれているのは理解していますが、その各自由度になぜ均等に配分されるかが、分らない。並進の3自由度の中で等分配はわかるにして、回転の2自由度にも同じ値だけ「なぜ」分配されるのか?

 

◎なぜ各自由度に均等に割り当てられるのか

 途中、エルゴード仮説などと出てくるとオヤオヤと思いましたが、一番最後のところが、統計力学素人の私も理解しやすい,,,実際に計算してみようとは思いませんが。

 ちょうど水星のところに雲、まあ好条件は2晩続きません

 月の方は薄雲でにじんでいましたが、こうやって写真に撮るとまあまあ

 実際にファインダーを見ている段階で薄雲程度であれば、月表面をみる限り薄雲の影響なし。

 昨晩もベランダの手すりに寄りかかって撮影。

 天頂近いので、望遠鏡だと無理、、、、DWARF3だとOK

 

 ちなみにDWARF miniが値引きされていますね,,,そろそろ新機種が出るのかな?

+++++

 知らんかったです。というか盲点でした。化学推進ね,,,

  化学推進 ⇔ 電気推進(イオンエンジン)の対比を先ほどAIに聞いたところ、大体イメージ通りだったので、とりまとめはまあいいか,,,

 

 検定試験では燃料と酸化剤の組合せは頻出。

 

 宇宙系の問題は意外とひねりのない素直な問題が多いですが、たまにマニアックな質問出るので要注意。

 この箱だと、一酸化窒素を混入する理由は?など。

 

 ちなみに冒頭Xは「♯MMX聞いてみた」というシリーズのようで、今回が5回目のようです。小ネタを小出ししているようです、、、以下はそれから話題を拾ったもの。

 

◎NASA提供のMEGANEとP-SMP

 NASA提供というからちょっと期待しましたが、写真を見ると科学者さんが自作した機械のようなミテクレ。

 

 サンプラーには2種類あって、こちらはNASA提供分

 ニューマチックは空気圧という意味で、表面のレゴリスなどを舞い立たせてそれを吸い込んで捕獲する形式。


 順序逆になりましたが、こちらC-SMPがJAXAオリジナルのもの。

 コアサンプラーといって、日本だと地質調査に使いそうなもの。

 

 その他TENGOO:望遠カメラ、OROCHI:広角分光カメラ

 ちなみにOROCHIはヤマタノオロチなんでしょうが、 TENGOOって、何? 紹介記事を読むと「鬼」といっているけども。

 

 

 「先行着陸」とあり、どうやって放出/降下するのかを調べたもの

 母機がフォボスに超低空で接近、かつ相対速度をほぼゼロにした状態で、ソロっとローバーを放出。秒速数㎝~数10㎝で落とす。ローバー脚を撓らせるなどしてショック減衰。、、、まあこの辺は細かすぎますが、今はこれで十分。

 ちなみにでんぐり返しした状態でも正規の向きに自律的に正せるようです。

 かろうじて見えますかね?

 今回シリーズ初の金星、木星、水星です。

 

+++++

 このところ、昨日まで4日連続で、1章ごと、

 ・テキスト所載の計算式の流れを追う

 ・出版社HP上の「詳解」で、演習問題等の計算を見る

 という作業を続けていて、予定だと今日は第5章分の作業を行うとしていました。

 

 でもちょっとむなしい。

 

 過去問20回分を分析すると、試験に出そうな「形式」が分かっていて、単に計算の流れを追いかけても意味がないことが分かります。

 また演習問題で、一見、計算問題のように見えて、実は計算式の記述は無くて、単に結果しか示されていないものがあり、こういったものも過去問に出題されています。

 この場合、答えを出すには計算式なり、種々のデータ、例えば地球質量とか、auの㎞換算値が必要になりますが、それがないのです。ということはどういう意味か?

 「この程度の数字は覚えろ」と理解。

 

 今回、最新第21回の試験問題を見て、やはりテキスト掲載の演習問題や発展問題レベルの「研究」も身につけないとダメだなと実感。

 

 ということで「詳解」所載の問題&答えをC&PでPPTに貼り付け完了。

 全部で229問。

 これを先ほどまでかかって、第1次剪定(要らないものを捨て去るという意味)

 

 テキストは冗長になるのを防ぐため、途中の式変形を省いています。

 途中の式は積分したり、微分したり,,,とどう見ても試験に出そうにありません。

 こういった、「A式からB式を導け」みたいなものをバッサリまずは落とします。

 また星のデータをグラフ化しろという、如何にも演習っぽいものもボツ。

 

 ということで、第2稿は計159問。

 

 今日はもう作業はおしまいで、明日はまた頭から「詳解」の計算問題を見て、エッセンスをテキストに書き写す作業,,,ちなみにこの書き込みは2冊目のテキストへ。

 

++++

 心を改めた問題

 これは前にも書きましたが、第21回の問題で、プラマーモデルという新規の言葉に惑わされて落とした問題です。

 

 解答速報を見ると、φ(r)の段階で次元解析せよとなっていて、私はこれはOKで正解候補を2個まで絞りました。

 次に、解答速報で「φ(r)を微分しろ」あり、微分するとF(重力)が出て、r=0すなわち球状星団中心でF=0となる微分形となるのが正解,,,とのこと。

 

 この解答速報を読んだ段階では、ああこういう解法もあるのだと感心したわけですが、「詳解」をみるとこの球状星団の例ではありませんが、同じようにφ:重力ポテンシャルを微分して重力を求める問題があり、ナアンダ、載ってるじゃん、と。

 ということで、数カ月前にも実はこの「詳解」を整理してはいるのですが、時がたって私のレベルも上がったので、別の目で見直してみよう,,,という目論見。

 

++++++

◎リュードベリ定数は定数か?

 何とも間抜けな問いをAIに聞いたもの 定数に決まっているじゃないか?

 テキストでは説明なく原子の種類で変わるとしており、普通なら疑問を持つところ

 

◎紫外線の種類

 しわやたるみも紫外線の影響

 日焼けやシミそばかすはよく聞きますけどね

 

◎炭素星

 出会った時が百年目、あやふやな用語の再整理。

   

 ちなみに箱内にでてくるN型星とかR型星は、今はあまり使わないみたいで、基本はOBAFGKMに入れ込んでいるようです。よってこの二つの型は天文学辞典の見出し語になっていません。,,,まあ昔の分類名ですね

 

  なお、X記事で公判切れてしまった部分、「恒星内部の核融合で生成された炭素が外層へ運び上げられ、大気中の炭素分子が青い光を吸収するため、通常の赤色巨星よりもさらに深い赤やオレンジの色合いになります」、、、

 

 またsoraeの記事を読むと

 ・写真のしし座CW星は地球から400光年先、地球に最も近い炭素星

 ・炭素分子が青い光を吸収するので、通常の赤色巨星よりさらに赤が濃くなる

 ・写真の殻に見えるものは星が放出した外層ガスや炭素を含む塵

 ・約7万年、太陽1.4個分以上の質量を放出した結果だそうです

 ・中心から伸びる数本の光条は塵の隙間から漏れ出るもの,,,らしい

 ・この光の筋は15年程度で明るさが変化しているが仕組みは不明

 とのこと

https://sorae.info/newslink/sapod-cw-leonis#google_vignette

 

 

 ,,,寝ぼけていたのか、1日ズレてXが見えたものとして投稿したものを一部修正

 この写真は昨晩6/22の19時20分撮影。

 

 予報通りに見えたようです。

 日本とタイだと2時間の時差がありますが、Xは時差無しで見えるようです 

 

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◎140太陽質量を越える超新星

 これは天文学辞典での記載。まあ色々異論があるものの、日本天文学会の標準的な見解だと思われます。

 

 AIに一旦取りまとめさせたのですが、全くわからない,,,

 ということでwikiの記載を見やすく書き直したのが下記。

 一応、wikiを整理して書いてみましたが、まあ出ないでしょうね。

 出たとして正誤問題なので、何とか対応できそうです。

 

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◎スイフト衛星

 

 地球に落ち込んでいく衛星を救出するという記事。

 soraeの記事にもありました。

https://sorae.info/space/20250926-swift-orbit-boost.html

 

スイフト衛星

・当初の打上げ高度は600㎞。20年たってISSと同程度の440㎞まで落下

・大気圏再突入の可能性は2026年半ばまでが50%、末までが90%と予測されている

 

 スイフト衛星を高い軌道に持ち上げる計画が進行中で、スイフト側にドッキング構造がないため、救出宇宙機側にスイフト主要構造部を把持出来る構造を搭載する。

 

 これってどちらの記事もタイムスケジュールがないので?

 

Isaacmanさんって、NASA長官

 

 手前のパラボラがφ2.4mの主鏡,,,随分と大きく見える

 

 サイズ感はこんな感じ、記事を見ると昨年末に組立が完了したというものがあり、工場内で仮組立し、全部つながることは確認していたみたい。

 コンテナの中にこういう完成形が入っているものと思っていましたが、一旦バラしたみたいですね。

 超新星残骸をテーマに一巡り

 

◎超新星残骸

 全て知っている言葉かと思いきや、、、

 ここではまず、熱放射と非熱的放射の整理

 熱放射では黒体放射か熱制動放射。

 非熱的放射はいろいろなタイプがあります

 熱放射=黒体放射が起きるのは初期段階。

 これは想定内。ごくごく小さなエリアで爆発が始まるので、高密度だから外側から見えない ⇒黒体放射

   

 すべてのパターンでシンクロトロン放射が関わってきます。

 ではシンクロトロン放射の前提となる磁場はどうなっているのか?

 磁場が圧縮、乱流、不安定、増幅,,,

 

 ではそもそも超新星は,,,

◎超新星

 超新星は説明が長いので2枚組

 後ろの方の140太陽質量あたりになるとテキストの範囲外。

 結局、内容は理解しているが言葉はテキストにないので知らない、という状況

 

 

 

 

 

 

 

「なぜ緑色の星がないのか? 星がより高温で燃えるにつれて、その色は変化します: 赤 → オレンジ → 黄色 → 白 → 青… でも緑は? ピーク波長が緑に達すると、私たちの目はRGB光のほぼ等しい量を見ることになる… だから星は白く見えるのです!」

 

 ちなみにAIにも聞きましたが、答えが滅茶苦茶。上記Xの動画でOK。ただし言語化が必要。

 

以下「重力レンズ」系ひとくくり

◎重力レンズ

 重力レンズそのものはテキスト記載事項でもあり、中身は承知していますが、周辺知識の中にはあやふやな言葉があり、ここではこれらを整理。

 ちなみに重力レンズ効果には、強いと弱いがあり、天文学的には「弱い重力レンズ」の方が意味があるようで、「強い」方は見出し語になっていません。

 強い重力レンズの場合、アインシュタインリングが見え、レンズ天体がギュッと凝縮して真裏にあるというだけ,,,なんですね。

 

◎重力レンズ方程式

 この「方程式」ですが、冷静に見ると単に角度の足し算だけのように見えるのですが?

 

◎弱い重力レンズ効果

 どうやって重力レンズの大きさを算出するのかと思っていましたが、背景銀河の楕円率を場所ごとに算出して、楕円率の歪みを地図上に並べる,,,

 

◎宇宙論的歪み

 弱い重力レンズ = 宇宙論的歪み = コスミックシアター という言いかえ

 

◎重力マイクロレンズ

 マイクロレンズだから、小さいわけですが、基本的に天の川銀河内のお話なんですね,,,対象が恒星の増光なので。そして、そのマイクロレンズ現象があるとして、恒星の周りに系外銀河があると、変光曲線にピークが出るというのが重力マイクロレンズによる系外惑星の発見法,,,なわけです。

 このグラフを見て思い出しました,,,以前にも取りまとめたもの。

 1は小さなレンズ天体の後ろを恒星が移動すると、普段は観測できない程度の恒星がベル状の光度変化で増工される。

 2は同じような光度変化をしても、恒星の周りに惑星があると、ピョコっとピーク状のピークが現れるということのようです。

 

◎アインシュタインリング アインシュタイン半径

 アインシュタイン半径とは何か? という設問は作問者としては、お手軽ですよね。ブラックホール関連かもしれないし、近日点移動に関するものかも,,,

 

 昨晩の月 20時 Xちょっと遅かった,,,

 でも実際の空は雨季の空で、ぼんやりにじんだ月でした

 

 朝、パタヤ大仏まで鳥見

 鳥見自体は10分で終了,,,鳥を2羽撮った段階でバッテリー切れ

 気分転換に出かけたのでマイペンライ

 

 ちょっとショックだったのは仏像背景の空、ちょっと青空すぎる。

 これだと前の晩は星空が見えたのかな,,,

 望遠鏡の準備をするか,,,

 

◎クォークハドロン相転移

 QCD(量子色力学)はわからんですよね,,,当方QED(量子電磁気学)でさえ満足にわからないのに。

 宇宙開闢のいずれかの時点で、それまでクォーク単体で動き回っていたものがハドロンとなった,,,ということと理解すればナーンだなんだけど、本質は全くわかりません

 

 以下、共鳴関連の一連を取りまとめる者

◎平均運動共鳴

 これが一番キーワードっぽいものがある用語。

 小惑星の動きで、テキストには出てこない分野。

 

◎尽数関係

 言葉としては出そうなニオイ

 

◎共鳴外縁天体

 一般名詞だと思っていたところ、これによると海王星と平均運動共鳴の関係がある天体をいうとのこと

 

◎カークウッドの間隙

 まあこれは知らないとダメなんでしょうね。過去問でも見かけます。

 

◎トロヤ群

◎ヒルダ群小惑星

 どれがどれだかより、ラグランジュポイントに片寄せられた小惑星群だけでもいいのかも。

 

◎永年共鳴、永年摂動

 これも過去問にあります。非常に長い時間スケールとだけ。

 

◎章動

 これは難しいですね。

 

◎VLBIの位置天文学への貢献

 これは別途位置天文学を調べていたところ、VLBIが位置天文学に大きく貢献しているという記事を見かけたので、どういう点で?と思って調べたもの。

 

◎G型矮星問題

 G型矮星という言葉を見てちょっとドキッとしますが、太陽は主系列星でV、すなわち矮星なので、、、

 

 結局、結論は出ていないので、G型問題とは何か,,,という程度を押さえておけばよさそう

 

 

 

 ちょっと台船が長いなと気になって大きさを調べる。

 今、打ち上げ基地への搬送が行われているということは、ファルコンヘビーでの打上げも夏くらいかな?

 打上げられたら宇宙望遠鏡についてはまとめましょうか

 

◎春分点と近日点の移動

 TeraKen先生(@阪大)の投稿で近日点の移動でアナレンマがどうなるのか,,,というまさかこんな問題が試験に出ないよなあとは思ったものの、歳差で近日点がどう移動するのか調べることに

 ここで26000年と110000年で21000年になる理屈がわからず、AIに聞いたのが下記

 これをしばらく反芻して、前記、国立天文台の資料に載っている図を見ると氷解

 

 春分点が26000年周期で廻っているなか、近日点も逆回転で移動しているので、春分点が近日点を通過する周期は21000年になるというカラクリ。

 

◎冥王星から見た太陽は、地球から見た満月と比べてどの程度明るいか。

 このところテキストの計算式を追いかけることをしていて、テキスト本文と演習/研究等のテキスト所載の設問を眺めているところ,,,直接計算するというのではなくて、解説文の計算式の流れを見ているだけですが。

 

 受検対策的に言えば、式を算出せよというものはなく、主として係数とか冪数を示せという形になるので、式をざっと見て、どの辺を覚えればよいのかというところをチェックしています。

 

 表題の「冥王星から見た太陽は、地球から見た満月と比べて」というのは第21回試験で出て、かろうじて正解を得た問題。結構苦労し時間も掛けて解いた問題なのに配点が2点なので、ちょっとね,,,

 

 この問題は過去問通じて初めての出題形式であり、あれほど試験直前に繰り返し計算練習した計算問題と手順的にずれるので。どうしたものかと試験後悩んでいたところ。

 という問題が演習問題にあり、ああ同じような問題だな、、、

 ただし、こちら演習問題は距離単位としてauとpcが出てくるので、㎞を介した距離変換をしないとダメなので結構ムズイ。

 

 実際の試験問題の方は冥王星までは40auと与えられていて、単純に距離が40倍になるので、明るさは距離の2乗に反比例だから1/1600になり,,,と解いていくとメモ書き程度で計算できるので、そう意味でいうと計算問題は軟化したのかな。

 

◎ISSからのオーロラ

 勉強の合間、Xを覗くとISSからのオーロラの風景

 

 貼り付けてから気が付きましたがフランス語のようで、以下がXによる翻訳

 「127日目、軌道1968 – このオーロラはまさに圧巻でした… 足元でうねり、踊り、無限に広がり、その光はあまりにも強烈で、緑色の反射でステーション全体を照らし出していました 。 ミッション開始以来、何度もその美しさを目にすることができましたが、今回は – 私が普段使っているオーロラ撮影の設定では明るすぎるほどで – 全員を魅了しました! こんな瞬間は、たとえここにいても決してその魔法を失わず、乗組員全員が窓際で最高の場所を探すのに夢中になります」

 

◎最初はあれ?と思った問題、意外と良問、そして難問

 こういう問題が出たんですが、多分これって正攻法じゃ出せないんですよ。

 一つには暗記しておけばいいのですが、プラマーモデルといわれても,,,

 いろいろ調べると、大学の天文学教程ではこういうのも学ぶみたい。

 

 でもこの場合は学部でも2年くらいかけて多くの先生の授業で学べば、出てくるというレベルの内容で、我々はたかだか1冊のテキストを勉強しているだけなので、プラマーモデルという言葉すら出てこない。

 

 で作問者の意図を推し量るわけです。

①4つの選択肢から2つの選択肢へ

 これは意外と簡単、よくある次元解析。

 重力ポテンシャルは1/rという次元を持つので、①と③がまずは残ります。

 

②解答解説によれば,,,

 力Fと重力ポテンシャルΦ(r) との間にはF(r)=-dφ(r)/drという関係があります

 これはテキストの内容。

 だからこの式Φ(r)をrで微分すればFが求まり、球状星団中心の境界条件をいれれば選択できる,,,と

 

 ①と③は分数式になっていて、それぞれの右辺を微分するのは「数Ⅲ」の知識が必要ですが、解答解説によれば、微分しろ,,,とあります。

 面倒なのでAIに微分させると上記

 

 ここで r=0を考えると、これは球状星団の中心になります。

 球状に広がる天体の中心では重力はゼロになります。

 微分形に r=0を入れると、①はゼロになりませんが、③は分子にrが残るためにF=0になります。  、、、ということで③が正解。

 

 この流れを見ると、最低でも数Ⅲの知識がないと解けないのですが、では私がAIに代行させた微分計算をしないとダメか?というとそうでもなく、微分形の分子にrが残るか残らないかだけを見ればよく、①にはrは残らず、③は合成関数の微分なのでrが残るので、r=0をいれれば、③はゼロになる,,,

 

 だから重力ポテンシャルを微分すれば重力が求まり、星団中心ならゼロになるということに気が付けば、解けたかも,,,

 

 でも多分、受検生でこの解法で正答に辿り着いた人はいないんじゃないかな?

 多くの人は、①と③まで絞って、2択をし、私はそれに負けました,,,

 

 しかし私にとっては目から鱗。

 こういった手法で解が推定できるのだ,,,と。  ,,,我ながら非常に前向き