月面のRay現象をご存知ですか?2022/04/11

20220410_10289月
昨夕の空には上弦を過ぎた美しい月が輝いていました。宵の気温がまだ20度近くあり、急速な気温変化が見込まれる時間帯にシーイング悪化が予想されましたが、望遠鏡で眺めてみることにしました。

左は19:50頃の撮影で、太陽黄経差は約102.89°、撮影高度は約72.66°、月齢は9.18。月面XやLOVE地形は9日午前のうちに光が当たっていたため、この画像ではもう探しづらくなってますね。プラトーやエラトステネス、ティコ、クラヴィウスなどが朝を迎えています。直線壁が見え始めていました。予想通り大気の細かな揺らぎが多く、加えて風速2、3m/sの風がひっきりなしに望遠鏡を揺らしましたが、風の止む合間に観察を楽しみました。

右下画像は今年注目しているエリア。これまでも時折ブログに載せていましたが、直線壁・ピタトゥス・ティコ付近の拡大です。様々なタイプの地形がごちゃごちゃしていて、とても興味深いですね。

20220410_ピタトゥス付近
ところで、撮影を始めるまで気づかなかったけれど、タイミングよく面白い現象に遭遇できたのでご紹介しましょう。右画像、中央やや左上にあるピタトゥスに注目してください。このクレーターはすぐ西側(左側)にあるヘシオドス・クレーターとつながっていて、ちょうど「倒れた雪だるま」の様に見えます。この雪だるまの首に当たるクレーター壁には溝(渓谷?)があって、お互いのクレーターを行き来できる地形になっているのです。

面白いのは、特定時刻にこの溝から日が差し、クレーター内部を「光線状に」照らす神がかった現象が起こるのです。日が差したクレーター名をとって、「Hesiodus Ray」と呼ばれます。日本語ではヘシオドス光線とかヘシオドス光跡になるでしょうか。※クレーターを中心に広がる明るい模様=光条(ray system)とは異なります。

国内での観察例は聞いたことがないのですが、私はNASAのAPOD(Astronomy Picture of the Day)・2010年3月27日記事で初めて知りました。海外では遅くとも2000年頭には知られていた現象のようです。自分でも一度観てみたいと思いつつも、最適な日をどうやったら導けるか分からず途方に暮れました。後に自作した月面文字地形の見頃計算プログラムを拡張し、Ray現象の見頃を自力計算できるようになったのは2018年頃。ただし見頃の条件は実際に観察して精度を高めていかねばならないため、数年かけて観察を続けました。1、2時間程度は見える現象ですが、当日に快晴かつ見やすい高度になるとは限らないため、なかなか遭遇できません。昨夜は全くの偶然でした。

あらためて、昨夜のピタトゥス・ヘシオドス付近トリミング画像を下A・Bに掲載しました。1.5時間ほどの間隔で2回撮影しました。見やすいよう明るめにしてあり、A画像には光線位置(水色矢印)と、光が差す隙間地形の位置(黄色矢印)を描き加えました。またB画像撮影はシーイングが極端に悪化したため、悪像です。光線が細長い三角形に差し込んで、時間とともに幅が広がることが分かりますね。これは明暗境界付近で起こる現象ですから、眼視観察の場合は暗くて見づらく、工夫が必要です。現在では電子観望技術が発達してますから、併用すると観察が楽になるでしょう。撮影の場合は露出オーバー気味に撮るのがコツ。

  • 20220410_ヘシオドス光線

    A.4月10日20:10頃
  • 20220410_ヘシオドス光線

    B.4月10日21:38頃


Ray現象が起こるのはヘシオドスだけではありません。東または西に隙間ができる地形なら、縁が崩れたクレーターやギザギザの激しい山脈など、どこでも起きる可能性があります。2019年11月に行った集中観測の中から、下にいくつかピックアップしておきます。各画像右半分は明るめの処理+前述と同じ矢印です。昨夜とは機材が違うし、天候状況もバラバラなので画質は統一されていません。ピタトゥスで面白いのは、上弦側では「ヘシオドス光線」、下弦側では「ピタトゥス光線(下F画像)」になって、一ヶ所で二度美味しいところ。現象の予報や観測集約をしているThe Robinson Lunar Observatoryというサイトもありますが、難しいのか、あまりリポートは上がってこないようです。予報を見ると自分の観測計算と一致しないところもありますね。遠くない将来に当サイトで予報を掲載したい夢もありますが…。とにかく晴れてくれないと何も進みません。

昨夕の撮影が好条件(ヘシオドス指定位置の太陽高度が1.5°)と仮定して計算すると、2022年から2026年までの見頃は2022年4月10日20:38、2022年6月8日21:42、2022年8月6日20:33、2022年10月4日19:28、2022年12月2日20:51、2023年4月29日18:55、2023年6月27日18:54、2023年12月21日18:45、2025年1月8日17:30、2025年9月1日21:49、2025年10月30日21:21、2026年7月23日20:31、2026年9月20日17:44、2026年11月18日19:13になります(時刻が17:00-22:00に入るもののみピックアップ)。全く見えない年もあるけれど今年はチャンスが多めですね。この予報日時は観察場所の影響は受けず、プラスマイナス30分は見えると思います。もし皆さんの地域で観察ができましたらぜひ教えてください。(注:ピタトゥス・ヘシオドス間の隙間は入り組んでいるため、太陽方位の影響も受けると考えられます。方位条件は絞れていないため、この予報全てで確実に見えるとは限りません。ご承知おきください。)

参考までに、月面の標高データを利用した陰影シミュレートの例も下G・H画像として掲載しておきます。確かに光線が入り込んでいる様子が分かりますね。

  • 20191104-1830ヒッパルコス

    C.2019年11月4日
    ヒッパルコス
  • 20191105-2116マギヌス

    D.2019年11月5日
    マギヌス
  • 20191120-0426プトレマイオス

    E.2019年11月20日
    プトレマイオス
  • 20191121-0151ピタトゥス

    F.2019年11月21日
    ピタトゥス


  • ヘシオドス・Ray現象シミュレートの例

    G.陰影シミュレート例
    ヘシオドスRay現象
  • ピタトゥス・Ray現象シミュレートの例

    H.陰影シミュレート例
    ピタトゥスRay現象


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