天文宇宙検定 対策

　朝から「受験生必見」本番までのスケジュール徹底解説をみて、11月の2級受験、来年6月の1級受験のスケジュールに思いを馳せたところ

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　一晩半徹夜（午前4時過ぎまでの星見）をすると翌日はボーっとしながら自覚症状なく、3日目はすっきり目が覚めましたが結局昼寝して帳尻合わせ

　6月から一気呵成に天文宇宙検定の勉強をしていますが、半徹夜すると星見無しの場合の1/3か1/4の分量しか勉強が捗りません,,,まあこれは当初の計画立案時にもわかっていたこと。この分だと、星見シーズンとなる寒季の勉強は低調になるのだろう,,,

　半徹をして、改めて星見と受験勉強を両立させることは難しいと思ったところ

　当初の概略の見積もりでは

　・6月→10月中旬　1級メインで自分なりの受験ノート（パワポ）を作成する

　・10月中→11月初　2級の受験勉強が加わる

　・11月中→3月中旬　星見中心の生活(パタヤ、あるいは遠征）

　　この間は受験ノートの見直しや、天文時事ニュースの収集程度

　・3月下→6月　1級受験勉強

　というものでした。

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　ビビる必要もないのですが、2級が受からないと1級を受ける資格がないので、11月試験に向けて、ちゃんと準備をしようと思い直しているところです。

① 最新参考書と最新問題集を10月に入手して、直前対策したいと思います。

　同じ天文宇宙検定ではありますが、実際のところ1級と2級の出題範囲は微妙にずれていて、「おや？」という話題も出てくるので、少なくともテキスト/問題集に載っているところはサラっておこうと思います。

② 2級計算問題は公式を10本くらいは覚えないと即答できないので、こちらは今から整理しているところです。

　とりあえずここ数日、2級過去問から抜き出した計算問題を毎日やっています。

　問題を見てパッと流れが思い浮かべられればそれでOK,,,という具合。

　3日目くらいからほとんど流れ作業的になり数分で終わるようになったので、試験直前にも同様にやればいいかな,,,と感覚をつかんだところ。

　ともあれ、　

　・まともに計算する

　・いくつかの数字は切りよくして暗記する

　・計算はするが数字は大胆に丸めて計算を短縮する

　・計算せずに答えを出す胆力を磨く,,,

　60問を50分で解くのが2級試験であり、最悪7割取ればいいので面倒そうなのは「捨てる」のも必要なんでしょうが…

　ただし今から捨てることを考えるのも悲しいので、如何に要領よく計算問題をこなすかを検討しているところ。

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　 今週、1級公式参考書と、公式問題集2冊がタイに到着します。

　左から）2024年版問題集、2012年版問題集、1級公式参考書「極・宇宙を解く」

　問題集はこれ以外に手元に3年度分あります。

　当面は2正面作戦で

　〇公式参考書を読み込む

　・通読数回…不明点の抽出

　・並行して不明点の解明と深掘り

　これを寒季が始まるまでの3か月で実施

　〇計5冊の問題集からの不明問題を抽出

　・通しで何度か解く

　・抽出してパワポ版に追加する

赤い星雲

　左の方の淡い星雲IC4685 を一枚に収めようとしたもの

　あまり意味なかった？

　細かく見ていくとBarnard91とか、

　比較的大きめのESO 521-39 （惑星状星雲）

　などもあり、画角を絞って別途狙うべき対象のようです

　猫の肉球星雲

　今までで一番くっきりと写りました

　海外だとロブスター星雲というようですが、彼岸花星雲

　これだけ翌日に撮影　白い雲が残りちょっとキツメにコントラスト調整

　いて座　ω星雲　M17 

　へび座　わし星雲　M16

　散開星団の背景に輝線星雲があるというもの

　M16 は散開星団につけられたもので輝線星雲はIC4703なんだとか

　へび座　わし星雲の隣にあるHⅡ領域

　画面中央に小さな散開星団がありNGC6604

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　DWARF3、経緯台モード

　デュアルバンドフィルター

　Gain120　15秒　100枚

1枚の写真を廻って

　この記事ではパルサー風星雲「MSH 15-52」とあり、何座にある星雲？

　結局、30分以上かけて場所を特定。

　コンパス座にあるようです､､､パタヤ拙宅から南天の空に見えるようです。

　MSH 15-52はPCW89輝線星雲の近傍にあり昨シーズン、Gum天体を順々に見た時に「見ているハズ」の天体なのでこれから調べます,,,

①MSH 15-52

　現時点でまだ、MSHの意味というかおおもとのカタログにたどり着けません。

　ただしMSHを冠した天体のいくつかは探せました。

　この天体は3つの部分から成り立っています。

　RCW89、MSH 15-52、B1509-58です。

②パルサー風星雲（Pulsar wind nebula）

　多分一番有名なものとして「かに星雲」があります。

・パルサー風はパルサーの高速の自転と強い磁場によって相対論的速度にまで加速された荷電粒子で構成される。

・パルサー風は星間物質の中に流れ込んで衝撃波を形成しここで減速する。

・この領域を超えると、シンクロトロン放射が増加する。

・他の超新星残骸とは異なり殻のような構造を持たず中心に向かって明るさが増大。

③RCW89

　RCWは南天のHⅡ領域（輝線星雲）のカタログで、多くはGum天体と重なります。

　通常の望遠鏡だとRCW89部分のみが見えているようです。赤い星雲として観望可能です。

④PSR B1509-58　PSRはパルサーの意

　順番が逆になりましたが、このB1509-58がすべての源

　約1700年前に超新星爆発して、その中心部に残ったパルサーです。

　パルサーからパルサー風がでていてこれがMSH 15-52

　今回の写真はチャンドラX線宇宙望遠鏡により撮影されています。

　パルサーから発出されるX線によって近隣の分子雲が励起され赤く光っているのがRCW89という関係

⑤「Thumb and Fingers of MSH 15-52」

　B1509-58から出たパルサー風（MSH 15-52）がまるで指を伸ばしているように見える部分。

　パルサー風がRCW89 の分子雲縁端に衝突している部分に生じた衝撃波も見えています。ただし地上からの撮影では見えないようです。

チャンドラが捉えた宇宙の“手” パルサー風星雲「MSH 15-52」の最新画像と研究成果をNASAが紹介

MSH 15-52: Cosmic Hand Hitting a Wall - NASA

銀河周りの 星星星 他

C89　じょうぎ座の散開星団NGC6067 

銀河内にあるので暗黒星雲含め周りがにぎやかです。

　星団の下にある輝星はじょうぎ座のκ星でパララックが7.6masとあります。

　調べるとパララックスは視差のことでmasはmilliarcsecondミリ秒角の意味

　私はステラリウムを使ってますが、星座を構成する明るい星についてはパララックスが記載されています

　ちなみにB-Vは1.018　色温度ですが、試験問題に出れば解けるはずですが、ではこれが何だったっけ,,,と考えると、数値の出し方はわかっても何に使うのかがちょっとわからないという代物です。

M22　いて座の球状星団　NGC6656　約1万光年先の天体　直径は97光年

　黄道から1度以下の離角なので、しばしば惑星による掩蔽が観測できる,,,とのこと

　多分我々の望遠鏡では見えないと思いますが、赤外線天文衛星IRAS(1983年運用停止）により惑星状星雲が発見されているようで、これはM15に次いで2例目。

　また1999年に惑星サイズの天体（ブラックホール？）により重力マイクロレンズ効果がHSTにより観測されたとのこと。

C72　ちょうこくしつ座の銀河　NGC55

　直径35㎜だとやはりこれが限界ですね。

　ちなみにHAC125DXの画角だとこのぐらいになるため、近赤外で撮影して楽しもうと思います。

C70　NGC300 　ちょうこくしつ座の「南の回転花火銀河」

　こちらはさらに写りが悪い,,,

　同上。

　昨シーズンは103APOとASI525 でしたが、来シーズンは非冷却なのでひと手間かかりますが、モノクロカメラ+近赤外、そして明るい鏡筒で銀河に臨みたいと思っています。

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　撮影共通データ

　DWARF3　経緯台モード

　アストロフィルター　Gain60　15秒　100枚

　天文スタジオで「自動」仕上げ　LuminarAIにて両端カット等+コントラスト強調　

形成中の二つの星から放出されるジェット

　最近フォローし始めた、ESA　欧州宇宙機関から

At the centre is a thin vertical cloud that is roughly shaped like an hourglass（砂時計） with irregular edges. The lower lobe is slightly cut off. The top lobe is seen in full, petering out at the top.

この天体の名前は？

Lynds 483　

Balbinot １

The Jewel Box

のうちどれか？というクイズ

　実はこの天体の写真を見た時は初見？と思いましたが、名前を見たら何となくあれかな？

Lynds 483は41％　不正解枝　Balbinot １は後段で

　Actively forming star system　星形成領域　Lyndas483

　リンズ483（L483）は、活発に形成中の2つの恒星から放出されるきらめく放射によって構成されています。

　JWSTが捉えた高解像度の近赤外線

　L483は、地球から650光年離れたへび座にあります。

Actively forming star system Lynds 483 (NIRCam image)

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　リンズは、

　B.T.リンヅがパロマー天図から見つけ出した天の川の中の1791個の暗黒星雲のカタログ．リンヅはまた散光星雲のリストを作り，これもリンヅ・カタログと呼ばれる

,,,とのこと（美星天文台、岡山）

　ちなみにLBNはLynds' Catalogue of Bright Nebulae

　またLDNもあってLynds’ Catalogue of Dark Nebulae

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　リンズ483は、通常の望遠鏡では暗黒星雲として見えます

　へび座の方向700光年彼方にある「LDN（Lynds Dark Nebula）483」

　塵が背景の星の光を遮っているために暗く見える暗黒星雲

　星々の胎児のような天体がこの星雲の内部で見つかっている。

　星はまず、分子ガスの雲の中でガスと塵が重力で集まって種ができる。

　この頃は20k程度の低温で電波の一種であるサブミリ波しか放射しない　

　この初段階は数千年で次の数百万年で凝縮し高温となった原始星へと成長する

　放射するエネルギーも赤外線から可視光線へと変わり光る星となって輝きだす

　星々は暗黒星雲から1個、また1個と輝きだしやがて星雲は徐々に晴れていく

　背景の星は透けて見えてくる

　しかし新たな若い星々の輝きで後ろの星はかき消されていく

　こうした若い星の集団が散開星団と呼ばれる天体

　おうし座のプレアデス星団（M45、すばる）などがその代表例

へび座のLDN 483　暗黒星雲から始まる星の輝き

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Balbinot １

　バルビノIはペガスス座にある低光度の球状星団。

　太陽から31.9kpcの距離、天の川銀河のハロー内に位置している

　知られている球状星団の中で最も暗いものの一つ

　Pan-STARRSのデータからは、潮汐尾の存在が示唆されている。

半月ぶり、雨季の合間に

　昨晩夕方　正面ビルの左肩にあるのがαケンタウリ、その中央より斜め下がハダール

　前回星を観望できたのが8月4日なので半月ぶり。

　昨晩は19時9分スタートで今朝の3時21分まで。
 

　自宅ベランダからの南天はベッドの中でiPadを操作しながら
　22階Evホールでの北天はチェアに座って問題集を解きつつ,,
　(追加照明無しで読書ができる明るいところで星見している人は他にいるのかな？）

　南天の天体を一通り撮った段階で「今晩はこれでいいかな」と思ったのですが、雲が切れ北天ならプレアデスが見えそうだと思うと、次回いつ星が見えるかわからないので手曳カートを曳いて22階へ。

　1画角に収まりました。

　DWARF3というかスマート望遠鏡一般の難点は画角が回転できないこと
　20時代だと二つの天体は縦に並び一枚に収まりません,,,それでも空が不安なので撮りましたけども

　これは午前零時頃のもので、銀河が西に傾いているので条件はちょっと悪いですが、無事に一枚に収まりました

　午前2時半のプレアデス
　これが撮りたかった,,,機材を持ち帰ったのが5月半ばで、この時点でもうすばるの時期は過ぎていて、寒季まで待つのかなと思っていたところでした。
　この後すぐに雲が出ましたので、わずかなチャンスで撮れました

　プレアデスを撮ったらあとはこれ。

　オリオンは東から出たばかりでごくごく低空
　それでもランニングマン星雲（写真上方）も写っています。

　パタヤからだとこのランニングマンはなかなか写らないのでamazonで8万円の機材も馬鹿にできません。

　ただし少々雲にまみれています

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　DWARF3　経緯台モード

　赤系：デュアルバンドフィルター　Gain120　15秒100枚

　白系：天文フィルター　Gain60　15秒100枚

　天文スタジオで自動処理　

　Luminar AIでコントラスト調整

　その後画像ソフトでトリミング（正方カット or 周辺の乱れたところを削除程度）

2級 計算問題

 　AIを過信してはいけないということでしょうか。

　この場合は、AIへの聞き方が不適切なんでしょうけども。

　昨日の1級計算問題に引き続き2級の試験問題を整理しているところ。

　2級過去問については3回分しか手元にないので問題数も22問しかなく、午前中に終わるのかと思いきや、焦点が絞れないというか、正攻法の解き方はあるにせよ、50分で60問解かなければならないので、如何に手を抜いて答えを出すか正答に辿り着くかということをアレコレ考えているとどうも注意が散漫になりがち。

　1光年＝1億5000万キロは、問題文で与えられているときもあり、与えられておらずそしてこれが分からないと正解に辿り着かない場合もあるので、結局は「必ず覚えておく」もののようです。

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　この1パーセクが3.26光年も覚えておく数字のようです。

　これが不明だと解けない問題があります。

　ただし、パーセクという単位が年周視差1秒角であり、およそ3.26光年までがわかっていないと、そもそも年周視差を測る理由もなくなるので、そういった経緯を踏まえれば覚えるしかありません。

　,,,ちなみにあえて書きませんが、光速30万キロ/hrは前提です。

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　計算の過程で出てくる変換数

　例えば、1年は3150万秒、、、あるいは約3000万秒

　多分2級試験のレベルだと、3000万秒でいいんでしょうね。

　これは覚えておくことにしました。

　また1光年は何㎞ or 何m

　上記のようにAIに聞くと9兆5千億kmとでます。

　別の表記だと9.5✕10の15乗メートル。

　兆で覚えるか、㎞かmか,,,なんか混乱しそう。

　ここは素直に「1年は3000万秒」だけ覚えておいて、必要な都度、これに30万キロを乗ずればいいか、、、

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　こういう計算手法って、余り私の生涯では出会わなかった計算方法です。

　でも2級の計算問題だと、0.5の3.5乗などのようなべき乗計算が必要になります。

　上掲の例だと一発これを計算すればよいだけですが、これが分数計算の途中に出てくる場合もあります。

　ただし選択肢を見ると1/3、1/10、1/30、1/100の4つが並んでいて、1/2の3.5乗は、1/2の3乗より小さく、4乗より大きいと考えれば1/10しかないわけです。

　試験会場で上掲に示す模範解答のようなやり方で解いていたらいくら時間が合っても足りないと思うのは私だけ？

　ただしこういう見極めは場数が必要であるので、どうしようか悩んでいるところ

　現時点で2級試験は検定協会HP掲載の過去問３つで乗り切ろうと思っていて、公式問題集/参考書は入手しない予定。ああ面倒だ,,,

1級 計算問題

    手元に5回ある天文宇宙検定1級の問題から計算問題を抜き出して分類したもの。

　5回分で約40題なので1回あたり計算問題は8題出ている勘定。

    試験問題は2点と3点の配点があり最新版には配点が記されています。

　ある時点で問題/解説は「最終バージョン」に置き換えられこの段階で配点が消されるので年度を経たものだと配点がわかりません。最新版を分析すると概ね全得点の2割くらいを計算問題が占めるようです。

　計算問題は典型問題を多く含むので、「解法暗記」すれば満点も難しくありません。

　昨日は分類して一通り計算しておしまい。

　現時点ではノートに書きなぐっただけ。計算ノートというよりはメモ以下の状況。

　今が仮に試験1週間前であれば、繰り返し繰り返し計算して解法暗記してしまうのですが、試験は10カ月も先なので、そこまではまだ,,,

　あと1週間たつと手元に5冊分の公式問題集が集まるので、公式問題集からも重ならないように問題を抽出して、1級対策用の「計算ノート」を作る予定。試験直前にこれを見て記憶を高めるためのもの。

　本当は電子媒体でまとめたいのですが、天文の計算だとルートとか〇乗という数式が出てくるので、ここは無難にノートとペン、図は切り貼りでまとめようかなと。

　また当面は11月の2級の対策にも使いたいので、明日は2級の計算問題を取り込むために過去問を一通り解いてみて、問題の抽出をしようとも。

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①星の明るさ

　上掲はポグソンの公式ですが、これは2級とも共通で、基本的にはこの公式を変形すれば解ける問題がほとんど

　ただ公式を使うより、比例配分などで計算しなくても解けるので、パッと見て答えが浮かぶくらいの反射神経を身につけよう,,,と思っています。

②視差角

　これも2級と共通。

　1級だと秒角とラジアンなどの変換が出てくるので計算が面倒になります

③2体問題

　基本的には万有引力とか、遠心力、運動エネルギー、位置エネルギー,,,

　まあ覚えるしかないですけどね。

　私自身、大学受験は公式は個々に覚えず微分方程式を立てて解く微積物理で乗り切りましたが、今は素直に公式を覚えます。

④ケプラーの法則

　これも何度も繰り返してパターンを覚えるくらいでしょうか。

　偏心率とかは楕円の絵を描いて、パパっと式が書けるようにしたい,,,

⑤天の川銀河の速度

　これは高校物理では習わないものです。

　太陽を原点にとって、ｙ軸方向に銀河中心をおいて、太陽中心に360度の動径を取って、視線速度と接線速度のグラフを選んだりオールトの法則で数値を求めます。

　ちなみに上掲の漫画絵は自作です。これがあるとわかりやすいのですが、余り出廻っていないので、この図を描くまで理解できませんでした。

　加えて銀河の差動運動をイメージできるようになると、あとは見ただけで解けるものが多いのですが、この辺、解説を読んでもなかなかわからず、自分なりに理解するのに時間が掛りました。これもひとえに慣れが解決します

⑥赤方偏移

　これは今週末に手元に届く公式参考書待ちのところがあります。

　現時点で問題は解けますが、一度、式の導出からやってみたいと思っているところ,,,

　相対論を加味した式の正誤を問う問題が過去2回出ていて、どちらも極限を取ると正誤が判定できるのですが、果たしてその解き方でよいのかちょっと悩んでいるところなので。

　総括すると、計算問題は「点が取れる問題」なので、要領よく時間を掛けず、かつ正確に選択肢を選べるようにしていきたい,,,これはもう訓練しかなさそうです。

ポリトロープ 成せばなる,,,のかな

    もうすぐ日本から1級公式参考書が届くので、それまではここ2カ月ほど書き溜めた過去問分析集の整理を行っているところです。

　1回あたり40問、5回分なので計200問あり、5回分を見るとコアな部分とその他周辺部分みたいな形に分かれていて、コアな部分をしっかりと勉強すれば合格レベルの7割は取れるのでは？と思えて、絶対に登れない山ではないということがわかっています。

　山の周辺部分を幾らかでも拾っていけば合格の可能性は順次上がっていくわけですが、すそ野はいつの場合でも広く、かつ出題頻度は落ちますから時間がある現時点ではすそ野の知識も拾っていこうと思っています。

　何としても理解できないんじゃない？というものもあります。

　,,,それでも何度も見ていると分かるものなので、不思議といえば不思議。

　この問題見た時、???と?マークが3つくらいつく状態でした。

　まずポリトロープガス球とは？

　レーン=エムデン解とは？

　ポリトロープ指数とは？

　さらに言えばこのグラフは何を意味するの？

　これはネットで探したもので、縦軸は無次元化された密度、横軸は無次元化された半径。上掲Bの場合のｘ座標の値はπ、Cは∞のようです。

　これはレーン=エムデン方程式の解の一つ。

　レーン=エムデン方程式は力学平衡にある球対称な流体,,,単純に言えば「恒星」の圧力密度を表す方程式のようです。

　万有引力方程式から求められるようで、実は私でも数時間格闘すればわかりそうな式のようです、所詮大学の学部レベルで学ぶものなので。

　もちろん私は実際に格闘はしていませんですけども。

　最初見た時にはなんでこんなものをと思ったわけですが、いろいろと調べていくと恒星の基本方程式なので、作問者としては「この程度は出題してもいいかな」と思うレベルなんでしょうね,,,しかも典型的なグラフならいいか,,,と思ったのかな？

　ちなみに上掲Aは中性子星、Bは白色矮星、Cは赤色超巨星だそうです。

　こういうすそ野に転がる石っころを拾っていく作業は面白いのですが、結局試験対策で勉強しているので、どういう形で出題されるのかがわからないので、けつまづくだけの石なのか、出題に繋がる原石なのかがわからないのがきつい,,,

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　以下は、wiki要約

　宇宙物理学や流体力学において、ポリトロープとは、圧力と密度がある関係式（ポリトロピック（polytrope）な関係という）を満たし、力学平衡にある球対称な流体である。ポリトロープ流体、ポリトロープ球、ポリトロープガス球などとも呼ばれる。ポリトロープの内部構造は静水圧平衡やレーン＝エムデン方程式を用いて記述される。一般に、圧力P と密度ρの間に、

の関係があるとき、この関係式をポリトロピックと呼ぶ。ここで、n はポリトロピック指数、K は比例定数である。この条件に従う気体は実際にレーン＝エムデン方程式に対するポリトロピックな解として現れるが、この関係式は状態方程式と解釈される必要はない。むしろ、単純にρの変化に伴うP の変化についての仮定を表す関係式である。

　ポリトロープ流体の状態方程式については、流体力学でよく知られる完全流体を用いれば一般的に十分である。ポリトロープは様々な天体を記述するモデルとして用いられる。

　•n = 0.5～1のポリトロープ…中性子星

　•n = 1.5のポリトロープ…赤色巨星の核のような縮退星の核や白色矮星、

　褐色矮星、木星のようなガス惑星、地球型惑星。

　•n = 3のポリトロープ…太陽などの恒星。

　•n = 5のポリトロープ…半径が無限大になる。

　•n = ∞のポリトロープ…等温ガス球と呼ばれ、

    球状星団と同様の星同士が衝突する構造を持つ。

天文時事

　過去5回の天文宇宙検定試験から拾った天文時事関連の問題一覧

　色付けしたものはニュースの内容と関連性が強いと思われるもの(私感覚）

　天文時事といっても単なる枕詞に使っているものから、ニュースそのものを把握していないと答えらえれない問題まで様々ですが、試験実施日起算で半年から1年前程度の天文ニュースには気を付けるべきだな,,,とあらためて思ったところ。

　上掲の中でそのニュースそのものを精読してしていないと答えられないだろうと、私が思うものの代表例は以下。

③　国際度量衡総会で定まったSI接頭語

　これわかる人いますか？

　覚えていれば即答できる問題です。考えてみればサービス問題ですが、知らなければさいころコロコロの問題になります。

　単語カードを作って覚えるしかない感じ？

　総会が開催された2022年11月当時、天文界隈でどれくらい話題になったか、私は記憶がありませんが、こんな単位を使うのは物理学者天文学者しかいないんでしょう。そして半年後の試験に出ています。

　そう考えれば、天文に関わりそうなニュースは収集していかないとだめなんだろうなあ。

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　ニュースをきっかけに周辺知識を補っておくべきと思うものとして、

⑧　ベラルービンの業績

　ベラルービン天文台の稼働開始予定は2022年で、実際には2023年ごろから動き出したようで、この前後からニュース記事が出始めています。

　天文台の諸情報として所在地、主鏡、観測対象,,,であることは正解。

　調べる際に「ヴェラルービン」って何？誰？と疑問を持ち、私自身は調べました。

　詳しいことは忘れてしまいますが、「銀河円盤の暗黒物質」を明らかにした人。

　検定問題は幅広い範囲から出題されますが、勉強のきっかけとしては時事ニュースを一つの切り口にしてもいいようです。

　実際に40問中3-4問は出ていますし、関連知識で答えられるものもありますが、当該ニュース内容を見ていないとと答えられないものもあり、逆に見ればねらい目なのかもしれません。

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　今日のXで拾ったもの

　日本のX線観測衛星クリズムがブラックホールの変化を捉えたというもの

　試験問題としてはちょっと弱いか,,,

　ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡,,,ちなみにジェームズウェッブさんはアポロ計画を行った頃のNASAの長官です。

　太陽系外惑星の大気成分を星食で観察したというもの。

　残念ながら水メタン二酸化炭素は確認できなかったとのこと,,,発見できれば試験問題級？