24階電離鉄Fexxv

　Fexxv　

　24階電離鉄といいながら、ギリシア文字は25なんですよね。

　ただネット上で検索するとFexxviというのもあり、これだと26、、、

　まずは原子構造の復習,,,この辺は高校物理くらい。

　中性原子と電離した原子があり,,,電離した原子、素直にイオンか

　なぜ鉄なのかといえば、宇宙空間に鉄が多いからなんでしょうけども、高温プラズマ状態で鉄の電子がほとんどはぎ取られた状態で、最内殻の準位に一つ上の準位から電子が遷移する場合、Kα輝線が観測される,,,

　高温プラズマの場合6.7keV、比較的低温で6.4keV

　この時の数字とか「鉄」は過去問頻出

　ちなみにヘリウム的鉄とは、

　鉄の原子番号は 26 なので，中性状態では 26 個の電子を持っている．したがって，24 個の電子が電離すると，2 個の電子が束縛状態で残っており，原子の振る舞い的にはヘリウムに似た状態になるため，ヘリウム的鉄原子と 呼ぶ,,,「テキスト詳解」

　ただしAIに聞くと、

　「ヘリウム的鉄」は、高圧高温下で鉄（Fe）の結晶構造内にヘリウム（He）が入り込み、「ヘリウム化鉄（FeHe）」という特殊な化合物を形成している状態を指し、地球のコア（核）に大量のヘリウムが存在する可能性を示唆する最近の研究で注目されています。これは、通常は反応しにくいヘリウムが、極限環境下で鉄と結合（取り込まれる）する世界初の事例であり、2024～2025年の研究で合成・確認されました。

　,,,これ東京大学が発見して、合成に成功したという記事を受けてAIが作った文章。

　危ない危ない,,,AIはこういうところがあるから気を付けないと,,,

https://research-er.jp/articles/view/142166

　上掲の6.7keVは非常に大きいエネルギーなので出て来る電磁波もX線になります

　（水素だとライマン系列で紫外線レベル）

https://www.shokabo.co.jp/sp_e/optical/labo/opt_line/atom-p.htm

↑ いつも「Fexxv」を検索すると裳華房さんのHPが出てきて、これ以外、あまり詳しい説明が見つかりません。

　今見ている問題では、

　X線バースター（中性子星表面の核爆発）のスペクトルにはX線領域で4.1keVのところに吸収線が見つかっているが、これは実験室で6.7keVのFexxvの吸収線だと考えられる,,,と赤方偏移を求める問題になっています。

　E=hνなので振動数を波長に直して赤方偏移を求めるようで、この程度の計算量だと、1級でも出そうですね,,,

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　ちなみに記事をここまで書いて、遅ればせながらJAXAの記事

https://www.xrism.jaxa.jp/topics/enigmas/134/

　KRISMが宇宙の鉄を通して中性子星を明らかにするという記事

　文中に

　という個所があって、ここに集約はされていますが、もうちょっと詳しく知りたい,,,

X線分光撮像衛星（XRISM）、特異なＸ線連星から吹き出すプラズマの風とブラックホールの運動を捉える | 宇宙科学研究所

　右の想像図ですが、白く光っているのがウォルフライエ星で、これと連星を組んでいるのがブラックホール(拡大すると黒丸が書いてあります）、周りの金色に光っているのが降着円盤のようです。　

　上は一世代前の赤外線衛星チャンドラによるデータ

　下がKRISMによるもの

　6.4keV辺りが「低電離」とありFe Kα

　6.7keV辺りが24階電離した鉄原子からでるX線

　6.9keV辺りが25階電離した鉄原子からでるX線

　多分、25階電離というのは最内郭K殻に電子が全くない状態で上位準位から電子が戻ってきたときに出るX線ではないかと思います。

　実はこの論文、どう読んでも鉄のX線が検出されたというだけの記事で、それ以上のことはかかれていませんが、ともあれFexxvでブラックホール周りの現象が分かるんじゃないかな？というものではあるようです。

　改めてJAXAといえばKRISMが3本柱の一つなので、ここらでKRISMの成果を一通り整理してもいいなと思ったところです。

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　午後7時の月　DWARF3にて

　地球照も割と簡単に写せるのね,,,前やった時はできなかったと思ったのだけれども

多環芳香族炭化水素 polycyclic aromatic hydrocarbon

　今までも通りすがりで横目で見ていましたが、メーザーも勉強したし、次はPAH（polycyclic aromatic hydrocarbon）かあ、、

　天文学辞典にはこのようにあります。

　6角形の亀の子はベンゼン環ですが、多環という限り６角形１個のベンゼンは含まれないようです。上図に6角形2個のナフタレンが入っていませんが、定義としてはナフタレン以降、ベンゼン環が繋がるものを多環(式)芳香族炭化水素と呼ぶようです。

　天文をやっている限り、あまり多環芳香族炭化水素には出会いません,,,

　ちなみにAIに聞くと、

　PAH（多環芳香族炭化水素）は星形成領域であるHII領域に存在し、星からの強い紫外線を受けて励起され、特徴的な近赤外線から中間赤外線にかけての輝線を放射することが知られており、宇宙空間の塵や分子の組成を理解する上で重要です。これらは星間物質の一部で、惑星系形成の材料にもなると考えられています。

　とあり、「近赤外線から中間赤外線」とあって、我々が所持している望遠鏡では感知できない部類の波長のようで、アルマのような電波望遠鏡じゃないと見えないというか感知できない対象のようです。

　更問いすると、

　HII領域は、若い高温星からの強力な紫外線が周囲の星間ガス（主に水素）を電離させている領域です。中心部に高温の星があり、その周囲に電離ガスが広がり、さらにその外側に中性の水素分子雲との境界である光解離領域（PDR: Photodissociation Region）が存在します。PAH分子は、この星形成領域の塵やガスの中に豊富に存在します。

　これを読む限り、若い高温星があって、その周りに水素主体の星間ガスがあれば、電離されてHII領域になり、我々の望遠鏡でも見える輝線星雲になります。

　その端っこ、中性水素との境界領域、上図はイータカリーナ星雲の「断崖」といわれる辺り。　「（紫外線が）浸食している」と2級テキストには書いてあり、何となく雰囲気はわかるもののこれ以上の説明はないのですが、この辺りが光解離領域なのでしょうか。

　ちなみに「光解離領域」が分からないので天文学辞典で調べると、

　これをみると「低いエネルギー」なので、出てくる光も波長の長い赤外線域であることもうなづけます。

　多分、多環芳香族炭化水素の数多くの分子間でブルブル震えて、そこから発する電磁波(赤外線)なのだということが分かります。

　さらに詳細をAIに聞くと、

　PAH分子は、星からの紫外線を吸収すると励起（エネルギー準位が上がる）されます。その後、元のエネルギー準位に戻る際に、特定の波長の赤外線としてエネルギーを放出します。

　この特定の波長の赤外線（例：3.3 µm, 6.2 µm, 7.7 µm, 11.3 µmなど）が、宇宙空間のPAH分子の存在を明らかにする重要な観測的指標となります。

　PAHはガスが紫外線にさらされる「光解離領域（PDR: Photon-Dominated Region）」で特に活発に観測され、この領域の物理・化学状態を調べる手がかりとなります。

PAHは、HII領域の構造を特定するための「トレーサー（指標）」として重要です。

　PAHは非常に強い紫外線下（HII領域の内部）では破壊されてしまうため、電離領域のすぐ外側にあるPDR（光解離領域）に多く存在します。そのため、赤外線で観測すると、HII領域の周囲を囲むようにPAHの放射が見られます。

　ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) などの最新の観測データにより、HII領域内の複雑なフィラメント構造や、PAH分子が星からの放射圧によってどのように分布を変えるかが詳細に研究されています。

　3.3μmということは3300nmであり、我々の望遠鏡だと900nmくらいまで？しか見えないので、全然手におえない波長ですね。

　JWSTも基本的には赤外線望遠鏡なので、この辺りが解明されることを望むところ。

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　結局、線を引き直すだけで丸二日

　分からない言葉に出会うと深掘りしていくので作業は進みません

　まあ、それでいいのですけども。

　青蛍光ペン、赤蛍光ペン、鉛筆、青ボールペン,,,4種混合で線を引いていたものが赤1色になったので読みやすさは向上。

　現在、記入したメモを取捨選択して書き移し中です

水星クレータの由来

　今朝目覚めた時、水星の太陽面通過って、いつあったのか？とふとした疑問。

　ネットで調べると21世紀では2003年、2006年、2016年、2019年に起こったようです。2019年だと私の天文再開前ですね。

　次は2032年に起こり、日本でも観測が可能とのこと,,,さて2032年か、私はどこで何をしているのか,,,とちょっとセンチメンタルに。

　べピコロンボ探査機が今月最後の水星フライバイを行うとのことで、Youtubeを観ましたが、動画としてあるのは3年前と4年前なので、まだフライバイ自体は行っていないみたい,,,JAXAあたりからも発表はまだないですしね。

　ちなみに水星周回軌道への投入は今年11月予定とのこと。

　となると、水星の話題が試験に出てもおかしくない。

　パッと思い浮かぶキーワードは、

　べピコロンボ、MIO、MPO、水星磁気、マリナー10号、メッセンジャー。。。

　この辺、まずはキーワード探しから始めて、キーワードごとの取りまとめが必要なんでしょうね。

　手っ取り早いのは天文学的なことから離れたもの。

　このリストを全部覚える必要などはありませんが、これが出るとしたら「スイセイには日本人の名前が付いたクレータがある」というような正誤問題でしょうか。

　ちなみに上表で、「ケンコウ」をアレ？吉田兼好じゃないのと思った人は年齢高め

　今は卜部兼好になっています。吉田兼俱という詐欺師が自分が作った宗教を権威付けするため自分の祖先であると吹聴したことに長らく歴史家が騙されていました。

　地名正誤問題つながりで、意外と難しそうなのが「スイセイ平原」と名付けられた地形があるというもの。これは盲点になりそう。

　峡谷地名は世界の電波天文台が並んでいます。

　選択肢誤答として「『ミズサワ峡谷』という水沢VLBIにちなんだ地名がある」も良さげ。

　尾根地名にある「スキアパレッリ」は火星に運河があると最初に主張したミラノ天文台長。

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　21日夕だとこんな感じ

　ただし予報だと21⇒22　くらいから晴れてきそうな感じなので、

　夜半から星が見えるか？

　23日になれば雲はスッキリとなくなるのでしょう、、

　夕方見た細い月　月は雲に強いですから,,,

線入れ、精読

　右、随分、背がヘタっています。

　まあ開きやすくはなっていますが、書き込みが激しく、何が何やらという状況

　使い初めに正誤表で修正

　左が今まで使っていた第2刷、右がこれから使う第3刷。

　修正個所数が減っているので修正作業は随分と楽。

　前回だと1か所当たりのボリュームがあったので、書き込んで修正するのは面倒なので、切りとって糊で貼り付けた個所もあるくらい,,,でした。

　ちなみに、本書の場合だと、重版の際にそれまでの誤植等が正誤表の紙版が入っていますが、電子版でもリアルタイム正誤表が確認できます。

　前回検定試験で「全員正解」になったシンクロトロン放射のスペクトルについては「多くの場合、」が追加されています。,,,早速の対応。この辺は好感。

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　Xではアストロアーツ他幾つかの天文系メディアをフォローしていて、日々のニュースは把握しているつもり。

　「天文時事」のエクセルファイルを見ると前回更新が12/12だから、データを更新しようかと。

　年末年始がすぽっと開いていますが、実際は埋め草記事というか、2026年の展望とか、直近で見られる天文現象が並んでいて、これは天文時事ではないので、結果的に該当記事がなかったという具合。

　ちょっと多めに「◎」をつけすぎた感がありますが、改めて眺めてみると、

　・はやぶさ2のトリフネフライバイ

　・映画「楓」

　・水星のコーラス放射

　・XRISMの成果

　・3I/アトラス彗星

　には特に注目,,,

　実は、私のXにはアルテミスの画像であふれていて、アルテミス関連の記事があるかとアストロアーツをみたところ、まだないですね,,,この分だと2月の打ち上げまででないかな？

ちなみにsoraeにはアルテミス計画の経緯も含め投稿されていて、「宇宙開発」的な切り口だと、soraeの方がちょっと詳しい,,,詳しすぎる

　soraeは記事の投稿頻度も多く、記事の取捨選択に迷うほどなので、深掘りするときに見る程度,,,

オーロラ帯？

　この画像を見て、ふと「なぜ極地が抜けているの？」という疑問

　この片岡氏の過去投稿を調べましたが、確認できたものすべてで、極地がオーロラの範囲から外れていました＝円状にオーロラが発生していないという図。

　ちなみにこちらは土星と木星のオーロラ。

　極地のみに発生

　AIに聞いたところ、「昼間だから見えない」とのこと。

　そんなことある？　だっていま北半球は冬だから、一日中夜なんじゃない？

　いろいろと調べると「オーロラオーバル」というものがあるらしい。

　これを読むとオーロラオーバルができることはわかるものの、「なぜ、極地でオーロラが発生しないのか？」の説明にはなりません。

　ということで、本件については調査継続中

　ともあれ、ISSを離れる前に撮影された油井飛行士のISSからのオーロラ

　ドイツでもオーロラ見えるんだ,,,まあ高緯度ですからね。

　冬のヨーロッパは寒くて行きたくないなあ,,,防寒具も持っていないし。

　もし仮にオーロラを見に行くのなら、

　・確実にみられる高緯度都市,,,北欧辺り

　・ホテル引き籠りで、街の中からオーロラ見物

　・古くからの都市なら、その街を観光する程度

　っていうところでしょうか。

　行っても北天の空だけですから、目新しい天体が見えるわけでもなく,,,

　と、ここまで考えて、夏冬入れ替えて南半球に行ったら。

　南天の星も見たいし。

　これはいいアイディアだと思ったものの、オーロラが出たら普通の星はどうなるの？せっかく南半球に行くのだったら南天の星を見たいですよね。

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　実は南半球遠征を色々と考えてみても、オーストラリアだとそこそこ街の大きさが大きくて、街から先の足などを考えるとちょっと大変。

　ニュージーランドだとタイからだと直行便はありません。

　それでも乗り継ぎで13時間,,,何とかなる？

　このテカポ湖だとクライストチャーチから3時間程度とのこと。

　レンタカーを1週間借りれば何とかなる？

　今ふと思ったのは、6月の試験受けたら行こうかな,,,

　合格しているのがベストだけども、まあ1週間程度、リフレッシュしても罰は当たらないはず。

磁場と電場

　例によって過去問6回分から「電場と磁場」に関する問題の傾向分析

 　過去問6回を総ざらいすると意外と少ない4問だけ

① 磁気圧勾配と磁場張力のイメージ図を選択する

② 磁場についての基本事項（磁力線、磁束管、磁束と磁束密度のSI単位）

③太陽表面で見られる磁気浮力不安定は何と呼ばれているか

④太陽系惑星の中で固有磁場を持たない惑星は？

①については磁力線の密度と磁気圧勾配の向き、磁気張力が発生する方向を選ぶもの,,,　

　国立天文台の方がフリーハンドで書かれた図がネットにあり、とりあえずどんなものかはこれを参考にしてください。

　

https://www.cfca.nao.ac.jp/~kiwasaki/Magnetohydrodynamics_KazunariIwasaki.pdf

　問題文の図そのものはテキストにそのまま載っているものを選ぶだけなので、勉強していれば簡単に答えられるもの

②磁場の基本事項について、テキスト本問に埋め込まれている文章から正誤を拾えばよいだけの問題

③磁気浮力不安定がこの中で一番難しそうな問題。

　アルヴェーン波ないしはアルヴェーン不安定を選ぶ問題。

　ただし4つ選択肢のうち、消していけばアルヴェーンだけ残るので、他の選択肢を確実に理解していれば選択できるという問題

④太陽系惑星はテキストの範囲外なので、独自に勉強しなければなりません。

　ただし水星だとべピコロンボ計画、火星だとMMX計画があり、また惑星本体と衛星の知識は水星から海王星まで何周かして仕込まないとダメなんでしょうね,,,

　その中で磁場は重要項目なので、参考図書周回時に磁場に気を付けていれば答えられる程度の問題です。

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　天体の磁気は、正式には磁気流体力学と呼ぶようですが、天文検定1級ではそこまでは勉強しなくてよいようです。

　このベクトルで繋いだ式を見ると、

　磁気圧勾配からはB^2/2μ0

　磁気張力からB^2/μ0

　が出てきます,,,なんだ随分と似ているなあ,,

　しかも磁気エネルギーはB^2/2μ0なんですよね。

　テキストでは磁気圧勾配と磁気張力、そして磁気エネルギーが名前が出て来る程度で、それ以上の記載はありません。

　だからというか、①～④程度の問題にしかならないのでしょう。

　第5節「天体の磁場とその性質」で5ページ分。逆に言えば5ページしか割かれていないので、そんなに詳しい説明はなされていません。

　今日は高校物理のクーロン力とローレンツ力を学び直しました。

　それぞれqE とかqvBなどの公式を覚えるわけですが、電子が受けるクーロン力は、電子が運動すると電流になり、という一本の式にまとまり、しかもよく見ると、F、E、ｖ、Bは何気に太く書かれている,,,ベクトル表示。

　また「✕」という見慣れた記号がありますが、これは「かける」ではなくて外積記号。

　テキストではベクトルで表しても、今までに検定試験でベクトル表示の式は出たことはないので、「まあそのレベル」なんだということで、あまり深く突っ込んで勉強するのも、検定合格という意味ではやりすぎなんだ,,とちょっと磁界、否、自戒の念。

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 H3ロケット8号機の打ち上げ失敗経緯

　飛行状況がコンパクトにまとまった図

　上図部分拡大

　衛星と2段目本体を連結している部分、図ではギザギザ線になっていますが、この部分が損傷破壊。

　説明によるとフェアリングの分離開始直後に異常な加速度が観測されたようで、フェアリングに問題があったかどうかは別として、フェアリング分離が切っ掛けになったらしい。

　その後、1段目エンジンが停止し、2段目を押す加速度が無くなった時点で、衛星本体が2段目から離脱したという状況のようなので、最初の異常加速度が発生した時点で、衛星部と2段目は物理的に切断されていたようです。

　最初の図でギザギザになっていた場所

　具体的には衛星分離部とバルクヘッド部辺りが破壊の第一段階のようです。

　その後、衛星部が2段目側を押し込み、第2段LH2タンク上部に配管されていた「加圧配管」が破損し、2段目エンジンの推力が無くなったようです。

　ただし2段目エンジン推力停止は2次的な破壊によるものなので、あくまでも衛星分離部あるいはバルクヘッドが今後の焦点。

　衛星分離部（PAF）これについては、H３ロケットで経済性を追求した箇所。

　検定試験の問題にも出たところですが、上記の状況説明ではこの場所か、あるいはこのPAFと2段目本体を繋ぐバルクヘッドに問題があったようです。

　このPAFには小規模な爆薬が設置されていて、電源が入るとパチンと衛星との接合ピンが切れる構造になっているようです､､､詳細不明。

　フェアリングの分離も、小火薬で爆発して連結ピンを外す構造になっているようで、火薬を使うこと自体は一般的なもののようです。

　この衛星分離部は、従来だと衛星個々にオーダーメイド的に製造されていたものを数個に集約したようで、その過程でちょっと無理したのか,,,

　仮にそうであれば、従来品に置き換えればH3ロケット計画中断も短くなりそうですが,,,さて、どうなるか。

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　今日はタイ東部は曇り空,,,今日はゆっくり寝られそうです。

　ちなみに昨晩は数時間おきに空を眺め、徒労。

メーザー天体

　メーザーについてはテキストであまり扱っていないのですが、過去問では何度か見ているので、まとめておきたいなと思う言葉,,

　以下は天文学辞典からの抜書き。

　試験問題としてはメーザーを発する分子は何か？というものがあり、答えは中段辺りある分子が選択肢に出てきます。

　ではそもそもメーザーとは何か？

　ちなみにレーザーはLight Amplification by Stimulated Emission of Radiationで、先頭の言葉が違うだけ。レーザーが光であるのに対してメーザーはマイクロウェーブということで波長が違うだけで物理現象としては同じもの。

　ここでのキーワードは誘導放射と反転分布。

　誘導放射を作り出す天体の構造があり、そこでは反転分布という現象が起きているようです。

　上下2本の線が書かれていて、これはエネルギー準位を示すもの、上の線がエネルギー準位の高いところ。

　左のaは上の準位に電子が少なく、下の準位に電子が多い状態で、これが通常の状態です,,,すなわちエネルギー準位の低い準位に電子があるのが通常状態。

　右のbは高いエネルギー準位に電子が多い状態。反転分布は別名逆転分布,,,まあ言葉の通りです。

　ここまで読んできて、「励起温度は負となる、このため反転分布は,,,吸収よりも誘導放射の効果が顕著となるため、メーザーやレーザーが発生する」とあります。

　単純に、エネルギー準位の高い位置に電子があるので、ちょっとした刺激で低い準位に移る自然放射が起こりやすい,,,ということで当面はいいのかな？

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　ここまで読んできて、メーザー放射はどういう天体で利用されているか？

　以下はAIに聞いたメーザーの天体観測での利用

　メーザー（Maser）は、天体から放出される非常に強い特定の周波数の電波で、主に若い星や年老いた星の周辺、活動銀河中心核などで観測され、天体までの距離測定（年周視差）、銀河系の地図作成、星や惑星系の起源（形成過程）解明、高温ガスの状態解析などに利用されます。特にVERAのような超長基線電波干渉計（VLBI）では、高い精度でメーザー源を観測し、天体の運動や銀河構造を詳細にマッピングするのに不可欠です。

・超長基線電波干渉計（VLBI）による高精度観測

　VERA（日本）などの施設で、地球規模の望遠鏡ネットワークを使い、大気の揺らぎを補正して、ミリ秒角レベルの非常に精密な位置測定を行います。これにより、地球の公転による年周視差を測定し、天体までの距離を正確に測定します。

・天の川銀河のマッピング

　数千個のメーザー源（水メーザー、SiOメーザーなど）を観測し、天の川銀河全体の構造や星の運動を精密に計測します

・星形成領域の研究

　生まれたばかりの若い星（原始星）の周辺で発生するメーザーを観測し、星がどのようにガスや塵を巻き込みながら成長していくのか、その形成過程（起源）を解明します。

・年老いた星（赤色巨星など）の研究

　年老いた星から放出されるメーザーを観測し、恒星の進化終盤の状態や、星間空間に物質を放出するメカニズムを研究します。

・活動銀河中心核（AGN）の研究

　銀河の中心にあるブラックホール周辺で発生するメーザーを観測し、高エネルギー現象や銀河の進化との関係を調べます。

・高温ガスの状態解析

　メーザーは特定の分子が非常に高いエネルギー状態にあるときに発生するため、その観測からガス温度（数千度以上）、密度、運動状態などを特定できます。

メーザー天体の特徴 

  ・レーザーのマイクロ波版であり通常の電波より桁違いに強い輝度を示す。

・ 水分子H2O、一酸化ケイ素SiO、水酸基OHなど、特定の分子が反転分布状態（エネルギー的に高い状態）になることで放出される。

 ・放射している分子の温度（数百～数千K）よりはるかに高い輝度温度（10^7 K＝1千万度に達することも）になることもある

、、、、一生懸命につぎはぎしてまとめたけれども、AIの取りまとめでいいみたいです。

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　試験勉強的には

　・メーザーの発生機構　例えば、誘導放射、反転分布など

　・メーザーを発生する分子

　・メーザーで何を見るか

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　新月なんですが、中国大陸の寒気団が弱まり、ビルマ方面からアンダマン海の湿潤な空気が入ってきてタイ中部東部は濃霧。

　今晩は,,,というか今晩も、ベランダからDWARF3で見るくらいかな,,,

　19時現在、ちょっと強めの風があるためか、靄なし。透明度あり。

　ただし雲があって星が見えない状況。

　これから仮眠して23時ごろにアラームを設定するのなか,,,という感じです

天文宇宙検定2級合格 6月の1級検定に向け精進します

　自己採点では83点でしたが、どこか1点は最後に答えを変えたかな？

　ともあれ正味3週間の2級のお勉強にしてはまあまあでしょうか。

　これで私も晴れて「銀河博士」　

　なお1級合格者は「天文宇宙博士」なのでこれを目指します

　先週までの太陽系のお勉強を完了して、今日から新しいテキストの使い始め

　2級合格の知らせを待っていていたのですが待ちきれずに使い始め済み

　第4章まで完了した時点で合格の報

　試験は6月なので、あと5か月間、使い始めのタイミングとしてはいい頃合い

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　先週は、放送大学印刷教材2冊に目を通して、後半「太陽と太陽系の科学」を1度2度と目を通し、取り纏める必要を感じた項目のリストを作り、順次取り纏め

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　国立天文台からいただいた図

　いわゆる彗星の尾には、イオンの尾とダストの尾があります。

　以下私なりの理解なので、間違えていることもあるかとは思いますが,,,

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　分かりやすいのはイオンの尾。

　太陽方向から太陽風がやってきます

　太陽風は陽子、電子などの電荷をもった「風」

　いわゆる太陽風は秒速数百～千㎞/秒という高速

　彗星の核に衝突して、核の一部を破壊してプラズマとなってそのまま突き抜けます

　猛烈な速度なので、イオンの尾は太陽と彗星を結ぶ線上後方に出ていきます。

　一方、ダストの尾は…

　太陽風による破砕と太陽光による加熱により、微細成分が核後方に出ていきます

　彗星自体の速度は数十㎞/sなので、彗星本体から分かれた微細成分の初速も

　多分この程度の速度で彗星本体に追従すると思います。

　案① 相対論的効果によりやや前方から太陽光を受ける

　公転する粒子は仮に太陽中心の円運動をしていたとしても、光速は有限であるため、公転する粒子から見ると太陽からの放射は完全に動径方向(横方向)ではなく、やや前方から受けることになり、これにより太陽光は粒子にとって抵抗として働く。

　案②太陽光を受けた微細粒子は進行方向に光を放射してブレーキを掛ける

　微細成分は太陽光を浴び、加熱され発光する。発光は等方的,,,輻射になる。

　粒子が発光すると進行方向に放射される光は進行方向にブレーキを掛ける

　輻射抵抗といい、いわゆる逆噴射と同じようなもの

案①は天文学辞典によるもの　案②は今まで私が見聞してきたもの

　これはポインティングロバートソン効果といい、この効果により粒子は角運動量を失って軌道半径が徐々に減少し、やがて太陽に落ち込む。

　この度合いは粒子の大きさによって影響が異なり、大きな粒子はほとんど影響なし

　１μm～1㎜程度が顕著な影響を受け、角速度を失い太陽方向に落下していきます

　この際、粒子の大きさで受ける影響が異なるので、ダストの尾は幅広くなります

　極端に小さな粒子はそのまま太陽光に乗って、太陽系外に吹き飛ばされます。

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　太陽系最後の取りまとめとして、「衛星」についてざっくり取り纏め

　とりあえず、惑星の衛星についてはビジュアルな資料を見つけ、大きさに順序を付けたところ。さすがに1級なので衛星の大きさ比較問題は出ないにして、正誤問題に織り交ぜることはあるのなかと、とりあえずまとめました。

　多分数値を覚えるのではなく、月より大きい小さいとか、上表でいえば7番目くらいまでは大きさ順に言えるようにしておくんですかね,,,

+++衛星各論　

　火星にはフォボス と ダイモスの2つの小さな衛星があり、それぞれ「恐怖」と「混乱」を意味する

　小惑星帯から捕獲されたものか、火星形成時の巨大衝突で生まれたものか、起源はまだはっきりしていない。

　フォボス: 火星に最も近く、火星の赤道面を周回し、西から昇って約4時間で沈む。火星の重力でゆっくりと落下しており、数千万年後に破壊される可能性も。

　ダイモス: フォボスよりも遠くを周回し、月のようにゆっくりと昇り沈む。

　JAXAは、火星衛星の起源解明を目指すMMX（火星衛星探査計画）で、2026年に探査機の打ち上げを計画。フォボスに着陸してサンプルリターンを目指す

　木星は現在97個の衛星がある。ガリレオ衛星すべては木星の重力で内部が加熱されている

イオ: 最も木星に近い衛星で、火山活動が活発。

エウロパ: 氷の地殻の下に液体の海があるとされ、生命存在の可能性がある。

ガニメデ: 太陽系最大の衛星で、内部に海を持つと考えられている。唯一固有の磁場を持つ

カリスト: ガリレオ衛星の中で最も外側を周り、表面はクレーターで覆われている。

　ガニメデ以外の衛星は木星磁場との相互作用で誘導磁場が発生し、オーロラがある

　土星は現在、太陽系で最も多くの衛星を持つ惑星で、現在274個。

タイタン: 土星最大の衛星で、窒素の大気を持ち、地球の水循環に似たメタンの循環（雲、雨）がある。

エンケラドゥス: 氷の地殻の下に液体の海を持つ可能性があり、間欠泉を噴出。メタンの循環が見られる

　氷の微粒集を噴出し、これが土星E環の主要な材料となっている

イアペトゥス: 2色の表面が特徴的な衛星。

ヒペリオン: スポンジのような不規則な形。

　海王星には現在16個の衛星が発見されている。

トリトン：海王星最大の衛星で逆行軌道を持つ。窒素とメタンの氷に覆われ表面に氷火山やクレーターがある。

　衛星については、内部構造と磁場が頻出。また潮汐など惑星との相互作用もでます

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　左下M46、右下M47、右上NGC2423

　2時間目標でDWARF3が自動スタックしたものが88枚（44分）

　完全に雲に隠れたものはDWARF3が自分で判断して削除していますが、

　Fitsを見るとまだ雲が残っていたので、M47周りに雲がかかっているものを自力削除

　そして55枚（23分半）残ったものの再スタック（メガスタック）

　DWARF3天文スタジオ自動処理後、Googleフォト

　自力削除して仕上げたFitsを見るとぐっと締まったような感じはしますが、まあ、星を見たという記念写真レベルですね

　M47　正方トリミング

　右端のオレンジ色がワンポイント

　この星、ステラリウムでNGC2422 9という表示になっていて赤色超巨星

　ちなみにNGC2422はM47の意味

　見た目の離角が随分と離れていますが、M47星団の中の早熟な星が赤色超巨星になったもの,,,という感じ。M47が平均して1600lyの距離で、この赤い星が1638ly

　これはこれでいいかな

　M46　画角中央に惑星状星団NGC2438をいれましたがボヤボヤですね

　前掲M47と同じサイズでのトリミングですが、雲がかぶっている分クリアではないですね,,,もう1回全ファイルを見直して雲を削除するのもなあ,,,今日はこれまで

　午前1時半に目覚め、結局DWARF3のみ稼働

　この時点で天頂付近に星が見える程度、45度以下には明瞭な雲もあり、、、

　タイ北部の山の中に入ると、夜の雲は非常に明確に見えます。

　星が隠れますので,,,

　パタヤだと雲があっても雲とは認識できません,,,特にこの時期、靄が出ているので靄と雲は見分けがつかず、全体的に白っぽく見えるだけですので。

　写真は午前2時半のもの。

　結構色濃い白雲が見えていて、数秒前まで木星が黒っぽい部分、コンドミニアムの際に見えていました。靄は少なそう。

　雲の隙間を狙って自動導入し、雲が出れば削除、雲が明ければ撮影とDWARF3を稼働すれば、もうひと品ほどはできそうですが、あきらめて撤収

朝4時にシュレディンガー方程式

　昨朝、朝4時、クリスマスツリー星団のDWARF3を撤収して、一息ついたところでYoutubeのお勧めに出てきた動画のタイトルをちらりと見て、ふと「ああそうか」

　量子力学のシュレディンガー方程式ついての過去問　

　この問題の初見の時、「手に負えないなあ」という感触

　そして、天文宇宙検定に量子力学の知識も必要なのかと。

　以降、私がやったことは、シュレディンガー方程式を理解しようと努力したこと

　もう半年近く前のことですが、

　まずはシュレディンガー方程式の導出を理解。

　これ以降、方程式の使い方をアレヤコレヤ。

　で、結局思ったことは「この式で何が分かるの？」

　この疑問は過去問での問いの根幹にかかわることになります

　いろいろと読んだ解説書をつなぎ合わせると、方程式は水素原子周りの電子のエネルギーとか運動の様子しかわからないということで、量子力学は「場の量子力学」を学ばないと広がりのある世界は見えないようです。

　ネットで拾った言葉

　量子場の理論は、空虚な空間が真に空虚な空間ではないことを示しています。宇宙は至る所に、それぞれが粒子の種類に対応する基本的な量子場によって満たされています。電子や光子といった粒子と呼ばれるものは、実際にはその基礎となる場における局所的な励起、つまり小さな波紋です。電子場は至る所に存在し、電子は、その場が特定の方法で乱されたときに現れます。この枠組みは、なぜ同じ種類の粒子が完全に同一であるか、そしてなぜ相互作用が直接接触ではなく場を介した過程によって起こるのかを説明します。力はエネルギーと運動量を交換する場から生じ、真空でさえ量子ゆらぎや仮想粒子といった測定可能な効果を示します。量子場の理論は特殊相対論と量子力学を統合し、素粒子物理学の標準モデルの基盤となっています。粒子を場の励起として理解することで、物質そのものを固体ではなく動的な構造として捉え直すことができ、宇宙の最も基本的な実体は、目に見えない量子場の連続的で相互作用するネットワークであることが明らかになります。

出典Physical Review Letters、Nature Physics、量子場の理論、標準模型に関する文献

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　さて本題の、「あれ?これも天文宇宙検定の問題なの？」と思う問題の「対策」

　分かればそれでいいわけですが、だいたいこういう問題って、パッと見て答えが思い浮かぶことは、私の場合、少ないです。

　以前にも同様の「あれ?これも天文宇宙検定の問題なの？」問題の時にも書きましたが、選択肢に着目すべきなんでしょうね。。。

　着目点はどの選択肢が一番「天文宇宙検定」らしいかということ。

　この問題の選択肢をざっと見て、「Hα輝線」が一番天文宇宙検定的な言葉だと思います,,,これ以外の選択肢はそもそも意味の分からないポジトロニウムも含め、天文宇宙検定ではあまりお目にかからない言葉のように思えます。

　そして、正解は「② 水素原子がHα輝線を放出すること」

　作問者の目線に立った時、仮に正解が「電子と陽電子がつくるポジトロニウムのエネルギー準位」だったとしたら、「なぜこんな問題を天文宇宙検定に出すのだ」と苦情が来ることを恐れるのではないかと。

　そしてHα輝線云々という選択肢を正解枝としておけば、なるほど、天文学を学んでいくと、こういうことも知らないとダメなんだなと、教育的な内容にもなる。

　まあこれが今朝4時に気が付いたことでした。

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　今晩は2台体制。

　奥側AM5にはHAC125DXを載せる予定

　南面ベランダに置いていますが、空模様によっては北天に移動して銀河観望。

　あるいは午前3時ごろからΦ150㎜を載せて南天銀河の輝線星雲狙い

　,,,要はまだ計画ができていません

　手前はDWARF3の赤道儀架台。

　深夜スタートであれば天頂方向で赤道儀仕様

　午前3時スタートであれば、昇る南天銀河で経緯台仕様

　,,,こちらは空の状況次第

　とはいえ、余りスッキリとしていません。

太陽系の整理 小惑星編

　平均運動共鳴

　ある天体の周りを公転する2つの天体が互いに重力を及ぼし合う結果、両者の軌道が変化すること。

　まあよくわからない言葉ですが,,,

　これは火星と木星の間にある小惑星の位置を示したもので、中心に太陽があり、左下に木星があり、太陽と木星を結ぶ線がなす正三角形の頂点がL4とL5というラグランジュポイントになっていて、ここが安定した位置となるため、それぞれトロヤ群、ギリシア群と名付けられた小惑星群があり小惑星が集まっているというもの。

　木星の質量は大きく、これによる重力の影響が巨大なので、木星の近くを運行する小惑星は引き寄せられたり弾き飛ばされたりして、片寄せられ軌道が乱れます

　トロヤ群は木星の運行に先行するように動き、木星の軌道上にありながら木星と同じ公転角速度で回ることにより、木星との衝突が避けられているもの。同様にギリシア群は木星と同じ速度で後ろからついていく一群の小惑星のこと。

　トロヤ群もギリシア群も木星と同じ速度なので1：1の速度比率。

　またヒルダ群はL3ラグランジュポイントに位置し、木星から見て太陽と反対位置にありながら、公転半径が内側に寄せてあり、公転速度の比が、2：3（ヒルダ群が比率２）。これら3群は、「平均運動共鳴」により軌道が安定化したというもの。

　他方、平均運動共鳴によって不安定軌道になり、その領域に小惑星がない,,,という状況もあり、これは発見者の名前を取って、カークウッドギャップと呼ばれています

　これは軌道長半径ごとに小惑星の個数を計測してグラフ化したもの

　山と鋭い谷が見られます。

　一見、小惑星帯という宇宙空間に乱雑に廻っているようにみえる小惑星も、軌道長半径によっては木星の重力の影響を受け軌道が不安定化するため、共鳴する位置,,,4：1、3：1、5：2などの整数比となる長半径位置に小惑星が存在しない(弾き飛ばされて存在しなくなる、グラフの谷）という状況になるようです。

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　小惑星については、地球周辺の小惑星についてもいくつかの分類があり、

　　イトカワ、リュウグウ、トリフネはアポロ群

　はやぶさ2の拡張ミッションが公表されているので、これにも注意

　以下、JAXA資料の要約

　「はやぶさ２」は2020年にC型小惑星リュウグウ から表面物質を地球に持ち帰ることに成功。元素や鉱物、アミノ酸を含む多種類の有機物が確認され液体の水も発見。

　現在「拡張ミッション」として継続して運用。

　2026年7月5日に小惑星トリフネ（2001 CC21）近くを通過して観測するフライバイ探査を予定。衝突しないギリギリの距離まで接近するPlanetary Defenseのための技術実証を計画

　最終目的地の小惑星1998 KY26に2031年に到着（ランデブー）して、探査を行うことを目指す。直径数10m自転周期10分という高速自転小惑星(Fast Rotator)

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　『天王星には「42年間の昼と42年間の夜」という極端な現象と、「約17時間ごとの通常の昼夜」という両方の昼夜サイクルが存在する』

　パッと読んでもよくわからず、ネットで画像検索すると下図が出てきました。

　天王星の自転軸は98度傾いています。

　この図を見るとよくわかり、

　3時方向は北極がずっと昼間、南極は夜

　9時方向は南極がずっと昼間、北極は夜

　12時と6時方向は自転に従って昼夜が交互に訪れる

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　DWARF3　赤道儀仕様

　30秒gain60デュオバンドフィルター

　4時間目標で実質2時間20分ほど

　後半は雲と地上景

　思いのほかというか、パタヤでクリスマスツリー星団(星雲)が撮れると思いませんでした。

　実は失敗というか、前回以前の不具合が発生していて、

　撮影段階の不具合と仕上げ段階の不首尾。　

　クリスマスツリー部分は赤い星雲にガーランドライトが付いていて、

　これがクリスマスツリー星団

　キツネの毛皮星雲は、このサイズではちょっと無理そうです