変光星観測入門

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天体観測入門

　

天体観測ってなに？

星空をじっくりながめて（観察して）いると、星々の美しさに感動するとともに、夜空の中の変化に気づいたり、また宇宙の奥深くに起こっている何かを探りたいという気持ちが起こってくるかもしれません。その変化を追いかけたり、調べたりするために星空と向かい合うことが「天体観測」です。

●観察と観測

　この２つの言葉は、よく同じように使われることがありますが、本来はちがった意味・ニュアンスがあります。　国語事典で、「観察」と「観測」の意味を調べてみると...

「観察」：ありのままの状態を、注意して見ること
「観測」：気象・天体などの状態やその変化を観察し測定すること。

と書かれてあります。
つまり、観察と観察は“ありのままの状態を注意して見ること”で同じですが、さらに“観測”となると、その状態や変化の様子を「測定」し、記録することが必要となってくるわけです。

●なにを測定するか＜観測対象の例＞

・天体（主に彗星・変光星）の明るさやその変化
・天体（主に彗星・小惑星・新星・超新星）の位置やその変化
・天体（主に彗星）の形状やその変化
　　彗星の大きさ（視直径を角度で）・尾の長さや方向・中央集光度、など。
　　流星の色や爆発・分裂の状態
・流星の数や流れた経路、大流星の経路（方位・地平高度）
・太陽や流星からの電波
・日食・月食の時刻観測や状態変化。
・月による恒星・惑星の食、恒星による小惑星の食の時刻観測

＊時間は日付と時刻（秒単位が要求されることが多い。中には0.1秒まで）

●手軽にできる天体観測

・流星観測
・変光星観測
・天体写真撮影
・惑星・彗星などのスケッチ

変光星を観測しよう

　　ペルセウス座のβ（ベータ）星・アルゴルとくじら座のο（オミクロン星）のミラは、明るさを変える星の代表格です。今日３万５千個を越える変光星の中でも「超」有名な星です。
　アルゴルは、普段は２等星ですが、約３日おきに３等まで暗くなる星。
　ミラは約１００日で、２等から１０等まで明るくなったり暗くなったりを繰り返す星です。
　どちらも、明るさを変える「変光星」で、肉眼でもその明るさの変化の様子を観測できます。

　ミラは、１０月３０日頃、明るさのピークを迎えます。また、アルゴルが暗くなるピークは下の表の通りです。まわりにある明るさのわかっている星とくらべることによって、ある時刻の光度を観測することができます。

この場合の観測とは、“いつ、どのくらいの明るさか”を測って記録に残すことです。時間は「分」まで、明るさの尺度は「等級」を使います。

（１）他の星と比べて明るさを調べる

　基本は、明るさのわかっている星と比べることによって、明るさを変える星（変光星）の明るさを目で測るという方法です。
　ほとんど同じ明るさの星があれば、変光星の明るさはその星と同じ明るさとします。
　しかし、アルゴルや極大期のミラは明るい星なので、近くにほとんど同じ明るさの星はめったにありません。
　そこで、「あの星とあの星の中間ぐらいだから、２等星くらいかな？」「あの星とこの星の間の明るさだけど、この星の方に近いからう～ん、まあ１．５等と２等の間。１．７等星ぐらいかな!?」というふうに明るさを見積もります。
　しかし、この方法はおおざっぱな方法です。より正確に観測したいという方は、次の（２）からの方法を使ってください。

（２）より、正確な方法　---「比例法」

次のように、明るさを比べる星（比較星・ひかくせい）をさがし、比較します。

①変光星より少し明るい星（仮にaとします）と少しくらい星（ｂ）をさがします。
②aとｂの明るさに、変光星の明るさががそれぞれどれだけ近いかを見くらべます
③aとｂの明るさを（頭のなかで）１０段階し、変光星は“aにいくつｂからいくつ”と考え、つぎのようにメモします。

　　明るさがａのほうに近ければ、その程度によって、　　　ａ　（１）　ｖ　（９）　ｂ　・・・かなり（a）にちかい　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ａ　（２）　ｖ　（８）　ｂ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ａ　（３）　ｖ　（７）　ｂ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ａ　（４）　ｖ　（６）　ｂ　・・・ほとんど同じだが（ａ）にちかい
　　もし、変光星が、ａとｂのちょうど中間ならば、　　　　　　ａ　（５）　ｖ　（５）　ｂ　

　　明るさがｂのほうに近ければ、その程度によって、　　　ａ　（６）　ｖ　（４）　ｂ　・・・かなり（ｂ）にちかい
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ａ　（７）　ｖ　（３）　ｂ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ａ　（８）　ｖ　（２）　ｂ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ａ　（９）　ｖ　（１）　ｂ　・・・かなり（ｂ）にちかい

　　もし、変光星が、ａ、またはｂとまったく同じならば、　　　　ｖ＝ａ、ｖ＝ｂなどとメモします。　

④たとえば、a星が１．６等、ｂ星は２．２等。aにわりと近くてｂよりかなり暗く、“Ａに２でｂから８”と考えたとします。
　　観測した時刻とともに次のようにメモします。
　　　　　２０００年＊月＊日　＊時＊分＊秒
　　　　　　　a　　（２）　Ｖ　　（８）　　ｂ　　　　　
　　　　　　　＊（Ｖは明るさを変える星・Variablｅの意味です）
　　　　　　　＊もちろん、ａとｂの星が、何座の何という星かということもメモしておきます

⑤あとは計算です。
　　　　・明るさは、その星の等級から小数点をなくした２桁の数字とします。たとえば2.4等は“２４”として書きます。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（bの明るさ－ａの明るさ）
　　　　　　変光星の明るさ　＝　（ａ）の明るさ　＋　------------------------------------
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１０

　　　　＜説明＞

　　　・aとbの明るさの差を＜Ｃ＞とすると　　　Ｃ　＝　22-16　＝６
　　　・aとbの明るさの差の１段階がどのくらいかは、Ｃを１０で割ればいいから、６÷10で0.6（0.6等ではなく、実際は0.06等）。
　　　・aから２段階暗いということは、aより　（Ｃ÷１０）×２　＝　0.6×２　＝1.2数字が大きいということ。
　　　・aの明るさは１６としているので、１６＋0.6＝16.6
　　　・小数点をつけなおして、１．６６等。
　　　・誤差を考えて、観測地は１．７等とする。

以上の観測法を、変光星観測では「比例法」と呼んでおり、初心者の方にもおすすめです。

（２）比較星選びの注意点～より正確な観測とするために～
次のいくつかを頭に入れると、さらに正確な観測となります。
①同じ色の星と比べる。一般に赤い星は、青い星と比べて人間の目に感じる明るさが違うので選ばない。
②地平線からの高さ（地平高度）ができるだけ同じ星を選ぶ。地平高度が低くなると、地球の大気の吸収で、本来の明るさより暗くなってしまうからです。
③可能であれば、複数の比較星を選んで何回か観測し平均する。

（３）観測報告の書き方

たとえば、次のように書きます。

例１）さそり座デルタ星
    ２０００年７月２３日　２１時１３分３０秒（ＪＳＴ）
    １．７等（肉眼による目測）
    観測者　遊佐徹　（観測場所・連絡先・住所）例２）さそり座デルタ星
　             ２０００　July ２３.509（UT）
    　         mag=１．７
       　      Obs.　Toru Yusa

参考：世界時（UT）について

　せっかくの貴重な観測。そのとき、その星を見ているのは、全世界であなた一人かもしれません。変光星の観測報告は、①変光星の名前、②観測時刻と③観測した光度、④観測者名の４点です。
　ただし、変光星は外国の観測者にとっても貴重な資料になりますので、世界共通の時刻で報告する約束になっています。世界共通の時刻とは、グリニッジ天文台（経度０°）を基準とした「世界時（Universal Time =UT）」で、次のように求めます。

　　　　　　　　　｛日本時間の“時（３０時間制）”－９｝＋分
　　世界時＝------------------------------------
　　　　　　　　　　　　　　　　１４４０

　

例）１９９９年９月１８日２１時１３分（日本時）をＵＴに変換する

①観測時刻の２１時から、グリニッジとの時差（９時間）を引く
　　　　　　　２１－９＝１２
②１２に６０（１時間あたりの分数）をかける。
　　　　　　　１２×６０＝７２０
③７２０に、観測時刻の分数（１３）をたす。
　　　　　　　７２０＋１３＝７３３
④上記の分数（７３２）を１日の分数（１４４０）で割る。
　　　　　　　７３２÷１４４０＝０．５０９０２７...

　　＊以上の計算は電卓で、（21－9 ×60 + 13 ÷1440） で求まる

⑤時刻の精度を考え、小数点を丸める（１分＝０．０００７日）
　　　　　　　０．５０９０２７　→　０．５０９
　　＊小数点５桁以下は無意味ですので。通常３桁で十分。
⑥日付に、⑤の値を足す。

観測時刻：　1999. Sept.18.509(UT)