今日の太陽は今年いちばん小さく見えます2020/07/04

20200702太陽比較
本日は今年の遠日点通過日。正確には今夜20:35ごろ、地球が軌道上で太陽から一番遠い場所を通過します。

日中に太陽観察できればよかったのですが、このところ梅雨前線がとても活発で、昨日から九州・四国は災害レベルが深刻な状況…当地・茨城でも昨夕からずっと雨が降り続いています。向こう一週間ほど雨マークが並ぶ天気予報ですから、太陽は見えそうにありません。

そこで、近日点と遠日点の際に毎回行っている「太陽の大きさ比べ」を、一昨日7月2日の太陽撮影画像でやってみました。今年の近日点通過日は1月5日でしたので、同一機材・同一条件で撮影した両日の画像を並べたのが左画像。これくらい大きさが違って見えますよ、ということですね。

20200702太陽の向き
一昨日の太陽について、撮影時にどのような向きだったか経緯線などを描いたのが右図。私の撮影画像は特に断りのない限り画像上下方向を自転軸方向に揃えています。太陽は画像の左から右へゆっくり自転していますから、例えば画像に写っているプラージュが今日も見えているならば、もう少し中央に寄っていることでしょう。

ちなみにこのプラージュ位置には微小黒点があったのですが、翌日にほとんど見えなくなりました。ところが今日になってまた復活しているようです。ううぅ…雨続きの日々に限って黒点出現だなんて…

毎年7月頭ごろこうして比較画像などを作っているわけですが、では遠日点通過時の「太陽と地球の距離」は通過ごとに変わらないのでしょうか?これ、実際に計算してみると結構ばらついているんですよ。

遠日点距離変化
左図は1950年から2050年までの遠日点距離変化を描いたグラフ。一見してランダムな変化に見えますが、よく見ると10年程度の緩やかな振動があることや、全体が右下がり…つまり縮まっていることが分かりますね。あくまで計算値ですから実際はもっと複雑でしょう。

いつの日か恒星・惑星間距離の正確な測定技術が確立した暁には、この「振動する惑星軌道の仕組み」をいっそう詳細に解明してほしいですね。

参考:
アーカイブ「地球の近日点通過日と遠日点通過日」

九州南部で豪雨による土砂災害発生2020/07/04

20200703積算降水量
九州南部に昨日から降り始めた雨は、24時間も経たないうちに多くの土砂災害・河川氾濫を引き起こしてしまいました。思えば2017年の九州北部豪雨も、降り始めは7月4日でしたね。厄日なんでしょうか?

気象庁の公開データを使って12時間・24時間降水量が多い地区を中心に12のアメダスポイントを選び、積算降水量のグラフを描いてみました(左図)。昨日3日0:01から本日4日12:00までの1時間区切りです。グラフが途中で止まっている地区は、何らかの原因でデータが無かったケース。もし気象データの測定やデータ送受信システムにエラーがあったということなら、防災・減災の根幹を揺るがすとんでもない事態です。

九州北部豪雨のとき描いたグラフと比べてみると、多くの地域で時間あたりの降水傾斜が同等以上を示していました。不幸中の幸いだったのは昼までにいったん雨が止んだという点のみ。「だから今後は大丈夫」なんてことは言えません。

下には気象庁サイトからの引用で、4日0時から3時間ごとの降水ナウキャスト画像を掲載しました。特別警報が出た熊本・鹿児島だけでなく、四国や紀伊半島を含む広範囲に大雨の区域が及んでいます。台風などの大雨なら大抵は時速数十キロ程度で雨域が移動してくれますから、数時間我慢すれば隣県へ去ってくれるでしょう。でも停滞する梅雨前線+次々に供給される湿った空気という構図は厄介です。急斜面が多いお国柄ですから、あっという間に山々が雨と土砂を集めてしまいますね。

熊本地震からの復興もまだ道半ばでしょうに…。とにかく被害が少ないことを祈るばかりです。

  • 20200704-0000降雨レーダー

    A.0:00
  • 20200704-0300降雨レーダー

    B.3:00


  • 20200704-0600降雨レーダー

    C.6:00
  • 20200704-0900降雨レーダー

    D.9:00


ネオワイズ彗星が明るくなってるそうです2020/07/06

ネオワイズ彗星(C/2020 F3)光度予測
ネオワイズ彗星(C/2020 F3)がとても明るいと評判です。各種SNSやSpaceweather.comなどでも大きく取り上げられているようですね。

左図はCOBSの観測データ(2020年7月6日0:00JST現在)を利用して描いた光度観測グラフと予測値。予測カーブパラメーターは星仲間の吉田誠一氏の式(今日現在)を利用しました。6月28日記事に掲載したグラフよりもピーク時で1.6等ほど明るいようです。太陽観測衛星SOHOの写野を横切った様子から「近日点通過時前後に1.0等より明るくなるのではないか?」と見込んだこととも矛盾せず、ちゃんとフィットしてますね。

ただし、過度の期待はできません。夕空に見え始まったレモン彗星(C/2019 U6/右下図も参照)も同様ですが、ピークを過ぎた後からの減光が予想を遥かに下回っています。アウトバーストでも起こらない限り、今後は急速に暗くなるでしょう。加えて、ネオワイズ彗星は7月下旬まで日本から超低空にしか見えません。

レモン彗星(C/2019 U6)光度予測
彗星状天体の大気による減光は想像以上にひどいのです(→4月5日記事の補記参照)。海外の乾燥して澄んだ空気環境ならともかく、ジメジメした日本の空ではせっかくの明るさも文字通り“半減”ですよね。超巨大除湿機がほしいところです…。

まだしばらく梅雨空続きですが、万が一にも明け方に晴れ間があったら、迷わずこの彗星を探してみてください。今なら肉眼や小型双眼鏡で見えるはず。7月中旬以降は夕空に回ってきます(→6月23日記事の星図参照)。一日でも早く、減光しないうちに観察するのが吉ですよ。

火星の最接近まで残り三ヶ月!2020/07/06

火星接近の位置
今日から三ヶ月後、火星が地球に最接近します。今年の接近はいわゆる「大接近」ではなく「中接近」であるものの、観察条件は2年前の大接近時に劣るどころか、確実に上回るのではないかと思える好条件。つつがなく準備を始めましょう。

どうして中接近なのに大接近に勝るかと言うと、見かけの大きさの差がわずか1.8秒角(小口径では見分けがつかない)程度でありながら、南中高度が抜群に高くなるから。これは「火星は天球のどこで地球と接近するのか」という図を描いてみると分かります(上図/ステラナビゲータ+自作プログラム)。火星は常に黄道近くを移動し、そのどこかで約2年2ヶ月毎に地球接近を果たしますが、毎回位置が違うのです。

上図には1950年から2050年までの全接近位置をプロット、更に今年を挟む6回分の接近日も記しておきました。2016年や2018年の接近は赤緯が冬至点と同等に低いですね。赤緯が低いことは北半球での観察で「高度が低い」ことに直結します。いっぽう次回2022年や2025年の接近は赤緯が夏至点に近いほど高いでしょう?つまり夏至の太陽並みに火星が高くなるってこと。大きくても低い惑星は大気の影響で台無しですが、高度があれば多少小さくても飛躍的に良像となるでしょう。今年の接近は前回よりはるかに見やすいと考えられます。

2020年の火星接近
ところで、今年の接近を調べていて妙なことに気づきました。右図をご覧ください。ちょっと詰め込みすぎですが、3つの要素をグラフにしました。(※値はグラフと同じ色の目盛りで読み取ってください。)なんと、接近のピークと光度のピークが一週間ほどずれているではありませんか!どうしたことでしょう?これは自作プログラムによる計算ですが、国立天文台サイトやNASA-Horizonsで描いても全く同じ結論でした。

一般に天体は「近ければ大きく見えるから明るい」わけですが、右図のズレはこの考え方が通用しないわけです。こうしたズレは「位相角」…つまり「欠け具合」が強く影響しているものと考えられます。

同一面積
唐突ですが、みなさんはひとつの円が与えられた時、同じ面積を持つ正方形や正三角形を描けますか?左図が解答例ですが、パッと見「同じ面積に見えない!」と感じる方は私だけではないはず…。目って騙されやすいんですよね。

簡易的に惑星の光度を計算するときは「どれくらいの面積が光っているか」を求めます。面積…つまり「地球から見える形」が光度を決める上で支配的だからです。例として金星を考えましょう。金星は肉眼で点に見えても、望遠鏡でははっきりした満ち欠けがあるので、光っている面積が明らかに変化しますね。

2020年金星最大光度前後の位相
右図は今月に最大光度を迎える金星(真ん中)と、プラスマイナス10日ずつずらした満ち欠け変化をシミュレートしたもの。どうですか、どれが一番大きく見えますか?このサンプルは分かりやすいよう10日毎ですが、例えば2日おきでも判別できる自身はありますか?形だけでなく地球との距離に応じて視直径も変わるため、判断に迷うでしょう?

2020年金星の諸元
金星は火星よりも地心距離や位相角の変化が大きいため、光度の変化が単純ではありません。前述した火星のグラフをアレンジし、金星の状態を描くと左図のようになります。天文カレンダーなどで最大光度や最大離角などの日時を知ってはいても、こうしたグラフを目にすると驚かれるのではないでしょうか。

話を火星に戻しましょう。今回の火星接近時、最も接近して大きく見えるのは10月6日夜(7日になる直前)。実はこのとき火星はわずかに欠けています。一週間ほど経って衝を迎える頃、ほんの少し小さくなりますが(最接近時の99.3%)、欠けた部分が最小になって、結果的に最接近時より広範囲が光ってしまうのです。これが前述した光度ピークのズレなのですね。念のため書いておくと、「光度ピーク=衝」ではありません。近いことは近いですが、今回は1日近く光度ピークが先行しています。誤解の無いようお願いします。

2020年火星接近の位相
火星における最接近時と最大光度時の形の違いもシミュレートしたので右図に示しました。AとB、どちらが大きいか分かりますか?実はAが最接近時、Bが最大光度時です。どちらも同じじゃないのか…?

ここに示したのは私たちが目にする簡易的な惑星光度の計算法。あくまで「光っている形」のみを重点的にとらえ、単純化したものです。ですが、惑星がこんな「画用紙を切り取ったような」光り方をしていないことはどなたでもご存知でしょう。シンプルに考えただけでも太陽に面した部分と欠け際とで明度が随分違います(下図参照)。CとDは上のAとBを3Dで陰影処理したものですが、こちらのほうが欠け際の違いが若干わかりやすいです。金星は更に差がついてますよね。こうした差が「サチらない適正露出限界と位相の関係」等に結びつくわけです。月面でも概ね同様でしょう。

面積だけではなく、立体的に光束反射を考慮したり、自転する表面の模様や大気反射率の変化まで考えた計算モデルも少なからず考えられています。衝効果とか火星の砂嵐のような局所的に明るさが変化する現象もあるでしょう。ありきたりの観察ではせいぜい小数一桁の精度で十分事足りるお話なのですが、どんな分野でも「より詳しく」「より真実に近い」世界を求めずにはいられないのは人間の性でしょうか。

  • 2020年火星接近の位相
  • 2020年金星最大光度前後の位相