連続する半影月食のヒミツ2016/08/17

20160818半影月食
今日は関東から北海道にかけて台風が通過中。空の観察どころじゃないですが、台風一過の空には晴れ間が期待できるかも知れません。明日8月18日は、9月の名月から約1ヶ月前の満月となります。

幾つか天文現象カレンダーを見ると、明日の満月は「半影月食(半影食)」になると書いてあります。ただ積極的にアピールしてないところもあって「なんだろう、この歯切れの悪さは?」と感じました。そこで月食を起こす地球の影と月との位置関係を図に描いてみると…左図のようになりました。なるほど、ほとんど縁をかすめるだけでした。これでは「月食は見えません」と書いたほうが親切でしょう。

半影月食説明図
月食とは月が地球を回っている最中に、たまたま地球の影に入ってしまう現象です。このとき右図のような位置関係になりますが、図のABにはさまれた部分に月が入ると、太陽の直接光が当たりません。でもAからC、BからDの場所では直接光の一部が当たります。そこで、ABにはさまれた部分に月全体が入る時を「皆既月食」、一部がABに入るときは「部分月食」、そしてABには入らないけれどACかBDのどこかに入るなら「半影月食」と呼ぶことになっています。いうまでもなく、 ABCDは上図の二重円を縦に切った断面です。

でも実はこの地球の影、図に描いたほどキッチリした境界があるわけではありません。というのも地球は大気で覆われていますから、影の縁がぼけてしまうのですね。また大気の屈折によってAB内にも太陽光が少し入るため、完全に真っ黒になることもありません。ただでさえ半影月食はあまり減光せず見辛い現象なので、半影の縁をかすめるような月食は「ほぼ見えない」と言って良いでしょう。

仮に今回をカウントすると、今年は3回半影月食が起こります。前回は3月23日でした(関連記事)。そして次回は9月17日。なんと2ヶ月連続で月食なんです。どんな偶然が重なるとこんなことが起きるのでしょう?それを理解するため、まず次の図をご覧ください。2016年に起こる全ての満月12回について、空のどこで起こるか描いた図です。ボタンを押すと画像を切り替えられます。



ここでは極付近を除く空全体を直交座標に置き換え、また地球の公転軌道が水平になるよう「黄道座標」で描きました。図の左端は右端につながっています。真ん中の水平な黄色線は黄道で、地球から見ると黄道上を太陽が1年に1周するように見えます。また白い曲線は白道、つまり月の通り道。月は白道上を約29.5日かけて一周し、その移動中に太陽との離角が180°(図中の正方ブロック18個分)に達すると満月を迎えるのです。どんな満月でもこのような位置関係になりますが、白道が黄道に対して少し波打っていることに注目しましょう。


これは「地球軌道面が描く黄道上に太陽は必ずいるのに、月はちょっとだけ上下にずれる」ということです。前出の図を振り返ると、地球の影の中心は必ず太陽と地球を結ぶ直線上ですから、地球の影はほぼ黄道付近にあります。つまり、うまく黄道近くで満月になってくれないと月食は無理ということが分かるでしょう。

さらに詳しくご覧頂くため、上図の月近辺のみを切り出し、併せて地球の影も描いたのが左図です。同様にボタン操作できますのでやってみてください。

黄線は黄道、薄水色線は白道、二重の円が地球の影(外円が半影、内円は本影)。地球影の位置が黄道よりやや下側に偏って変化するのは、観測地が日本(北半球)であること、私たちは地球中心ではなく、月との重力中心で揺さぶられること、観測者と月との距離が毎回違うこと…等の理由が複雑に関係しています。また月は地球に近いため、白道の見かけ位置は観察場所の影響をけっこう受けますから、白道は黄道に対して一定位置にあるわけではない、という事情も絡みます。

なんにせよ、注目していただきたいのはこの二重円と満月との上下関係。おおよそ1年に1回、波打っていますね。今年2月と3月、あるいは8月と9月のように、白道が黄道を横切る前後のタイミングでうまく2回とも二重円にひっかかれば、2回連続での月食が起こる訳なのです。

白道がもっと黄道に近かったら、満月の度に月食…なんていう贅沢(?)な世界になっていたでしょう。でもそうなると、あの煌々と秋空にかかる美しい名月は永遠に見られなくなりますよね。それはそれで残念だなぁ…。


※今回の星図はステラナビゲーターを利用しています。

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