黄道光と天の川のグランドクロスを見よう ― 2024/09/29
天文や観天の世界は「認知未体験率」が比較的高いように思います。認知未体験率とは「知っているのに見た(行った/触った/食べたetc.)ことがない割合」のことで、手ごろな表現が無いから勝手に作った言葉。(こうした『かゆいところに手が届かない』言葉は結構ありますね…。)
流れ星や土星の環、プロミネンスを見たことがない。冥王星や南十字、大マゼラン雲、オーロラなんて写真でしか知らない、虹や幻日は見たけど環天頂アークや空を一周する幻日環に出会ってない…等々。図鑑や映像資料がこれだけあふれ返っているのに、生で見たことがない、直接体感していないケースは天文に限らないかも。間近で観察したくても、空に届きそうな高地へ行ったり宇宙を飛べる機会はたいてい皆無だから、頭でっかちになるのも無理はありません。
前置きが長くなりました。みなさんは「黄道光」を見たことがありますか?黄道光の認知未体験率は高そうですね。特別な機材は不要だけれど、天の川が裸眼で見える程度の環境と気象条件、そしてタイミングが重要ですからね。特に「黄道光と天の川が交差する様子を見る」となるとハードルが上がります。不思議なことに私はこどもの頃から黄道光と知らずに「それ」を度々見ており、勝手に天の川と思っていました。勘違いに気付いたのは星座を覚えてから。秋の黄道光って冬の天の川より明るいんですよね。
当記事では黄道光に関する認知未体験率を減らすべく、特にタイミングに関して突き詰めてみたいと思います。簡単には以前に書いた記事があるのでそちらも参考にしてください。(※左画像はwikiコモンズを利用。クリックで元サイトに飛びます。)
まず、位置関係をおさらいしましょう。私たちが空を見上げ、天体の居場所を把握する際は主に三つの異なる座標系のうち、ひとつだけ利用するケースが多いでしょう。それぞれ「赤道座標系」「黄道座標系」「銀河座標系」と呼ばれます。
地球表面の位置を示すのに「緯度・経度」を使いますが、地球って本来は立体物ですから、もうひとつの独立要素が必要。この場合は「半径(地球中心からの距離)」です。でも簡易的に地球を球体(=半径が一定)と見なせば緯度・経度のふたつで済むのでとても便利。地表で暮らす限り、地球半径まで意識しないと困ることは滅多にありませんね。
似たように、前述した三つの座標系も「天体までの距離」を省けば、緯度・経度に相当する量だけで表記できます。各座標系には地球で言う赤道や極に相当する場所があり、互いに一致しません。だから赤道同士が交差するのは二点のみになります。天文計算に無縁な方は馴染みが無いでしょうが、例えば赤道座標系の赤道(=天の赤道)と黄道座標系の赤道(=黄道)の交点は「春分点」「秋分点」と呼ばれ、場所は見たことなくても名前は有名でしょう。(※これも認知未体験率が高そう…。)太陽が春分点や秋分点を通過する日が「春分」「秋分」ですから、ここまでかみ砕けば天文に興味ない人もご存知ですね。
各座標系の交点や極の正確な位置をweb検索すると断片的には見つかるけれど、全て網羅した資料は世界中探しても見つかりませんでした。ですので自前で計算し、名称も含めて下表にまとめておきます。特に覚える必要は無いけれど、本記事で取り上げる黄道光は黄道に沿った光、天の川は銀河赤道に沿った光、そして前述したグランドクロスの交点は黄道と銀河赤道の交点になります。この二つの交点は以下の話に出てきます。互いの座標系は短期的には相互に動かないのですが、日周運動はしますから、星座のように私たちの周囲を動いていきます。
黄道と銀河赤道が交差する点は、一方が干潟星雲(M8)や三裂星雲(M20)のすぐ近く、もう一方は散開星団M35やモンキー星雲のすぐ近く。それぞれの極近くに北極星みたいな明るい星は無く、調べた範囲では一部の人がかみのけ座31番星(約4.9等)を「Polaris Galactic Borealis」(銀河北極星)と呼ぶ程度。グランドクロスを撮影する場合はM8やM35の位置を意識すると良いでしょう。ただし日本からM8を見て「高いなあ」とは誰も思いませんよね?つまり夏の天の川側のグランドクロスは大変低く、見辛くて写し難い対象なのです。
本州中緯度では右図(Stellariumによるシミュレート)のように8月下旬の宵、天文薄暮終了ごろ交差点が南中します。光害の様子や前景にもよるから一概に言えませんが、宵側ではこの時期が観察に最も適しているのではないかと考えられます。上表の通り、黄道と赤道は春分点、秋分点で交差するので、ここから90°(=6h)経度が増す位置、つまり6hと18hには赤緯が南北にもっとも離れる夏至点と冬至点があります。面白いことに夏至点と冬至点は対黄道昇交点・対黄道降交点にとても近いのです。
シンプルに言うなら、グランドクロスの交差点は冬至の太陽くらい低く、反対側は夏至の太陽ほど高いということ。黄道は地球から見た太陽の通り道。左の太陽観測衛星SOHO画像を見て分かるように、冬至のころの太陽は黄道と銀河赤道との交差点を確かに通っています。この日時と場所の感覚を養っておけばいいのです。
天の川の濃淡は場所によって決まっているから、「今日はおおいぬ座辺りが明るい」といった変動はありません。でも黄道光が最も明るいのは太陽近く、かつ薄明に侵食されない位置なので、太陽の移動にあわせて日々変わるのです。こうした事実を何度も観察して考えていると「太陽が冬至点に至る二ヶ月前は、天文薄明開始時に昇るしし座辺りの黄道光が明るい」といった感覚が身に付くことでしょう。同時に、グランドクロス交差点が空のどこにいるかも思い描けるようになります。
冬の天の川側のグランドクロスに絞ると、冒頭に書いたようにこれから見ごろを迎えます。ここまで書いたとおり交差点が天頂近くまで高く昇るからです。左図は10月1日4:20ごろのシミュレーション。黄道光と共に紫金山・ATLAS彗星(C/2023 A3)が昇ってきます。絶妙のタイミング!ただ、肉眼で観察したり円周魚眼で一網打尽にできるならいいけれど、少しでも拡大して撮りたいと対角魚眼より狭いレンズで切り取ろうとすると意外に難しい。
地平と交差点を両方フレームインすれば縦構図にせざるを得ず、今度は短辺が天の川と黄道光の足元をカバーできないといったことも起きます。両者とも意外に足元が広がってますからね。虹を撮るとき、主虹の半径は約42°なので長辺90°の画角があればぎりぎり入るけれど、その外側の副虹(半径約51°)までは入りません。結局fl=6mmとか4mmといった超広角しかないのか…虹が細くなってしまうなぁ……みたいな葛藤にそっくりです。
交差点が高いということは、裏を返すと「黄道と銀河赤道が地平線に対して急角度にそそり立つ」ことを意味します。どれくらいそそり立つか、国内三ヶ所で計算してみました(下A・B・C図)。青と緑の線は当ブログで何度か出てきましたが、銀河面の立ち角は初です。例えば1月始めの明け方は薄明中にようやくはくちょう座が顔を出すタイミングですから、銀河面は限りなく地平面に平行(赤線グラフが0°に近い)と気付きますね。こんなときグランドクロスを見たいと思っても無理なのです。
立ち上がりの角度もまた地面との構図を決める上で悩みの原因になります。いっそ全周魚眼に逃げてしまいたい気になりますが、ぜひ諦めず素晴らしい切り取りに挑戦してください。
田舎育ちの私と違い、現在では光害地に住んでる、旅行に行く暇も無い、機材が無いといった経済環境や生活ペースが実体験を阻むことは多いでしょう。それ以上に、そもそも空を見上げる機会を自ら持たない人が少なくないと感じます。私は東京勤めをしてた時期がありますが、通勤中に幻日や各種アークなど主な気象光学現象をひと通り観て撮影もしてます。肉眼で確認可能なものに関して「都会だから云々」ってただの言い訳だなって思いました。秋が深まるシーズン、ぜひみなさんの中で先に進めてない言葉の認知未体験率を下げるべく、外に出て空を見上げたり、野山にお出かけください。せっかく彗星見に山まで行ったのに、旬の黄道光やグランドクロスに目もくれないのはもったいないですよ
流れ星や土星の環、プロミネンスを見たことがない。冥王星や南十字、大マゼラン雲、オーロラなんて写真でしか知らない、虹や幻日は見たけど環天頂アークや空を一周する幻日環に出会ってない…等々。図鑑や映像資料がこれだけあふれ返っているのに、生で見たことがない、直接体感していないケースは天文に限らないかも。間近で観察したくても、空に届きそうな高地へ行ったり宇宙を飛べる機会はたいてい皆無だから、頭でっかちになるのも無理はありません。
前置きが長くなりました。みなさんは「黄道光」を見たことがありますか?黄道光の認知未体験率は高そうですね。特別な機材は不要だけれど、天の川が裸眼で見える程度の環境と気象条件、そしてタイミングが重要ですからね。特に「黄道光と天の川が交差する様子を見る」となるとハードルが上がります。不思議なことに私はこどもの頃から黄道光と知らずに「それ」を度々見ており、勝手に天の川と思っていました。勘違いに気付いたのは星座を覚えてから。秋の黄道光って冬の天の川より明るいんですよね。
当記事では黄道光に関する認知未体験率を減らすべく、特にタイミングに関して突き詰めてみたいと思います。簡単には以前に書いた記事があるのでそちらも参考にしてください。(※左画像はwikiコモンズを利用。クリックで元サイトに飛びます。)
★変化する黄道と天の川の位置
黄道光と天の川の交差は時期によって「巨大なX字型」に見えるので「グランドクロス」と表現されることが多いため当記事でも踏襲します。(※占星術での惑星グランドクロスとは違いますよ。)ちょうど秋の初めから終わりごろは未明のグランドクロスが見ごろです。まず、位置関係をおさらいしましょう。私たちが空を見上げ、天体の居場所を把握する際は主に三つの異なる座標系のうち、ひとつだけ利用するケースが多いでしょう。それぞれ「赤道座標系」「黄道座標系」「銀河座標系」と呼ばれます。
地球表面の位置を示すのに「緯度・経度」を使いますが、地球って本来は立体物ですから、もうひとつの独立要素が必要。この場合は「半径(地球中心からの距離)」です。でも簡易的に地球を球体(=半径が一定)と見なせば緯度・経度のふたつで済むのでとても便利。地表で暮らす限り、地球半径まで意識しないと困ることは滅多にありませんね。
似たように、前述した三つの座標系も「天体までの距離」を省けば、緯度・経度に相当する量だけで表記できます。各座標系には地球で言う赤道や極に相当する場所があり、互いに一致しません。だから赤道同士が交差するのは二点のみになります。天文計算に無縁な方は馴染みが無いでしょうが、例えば赤道座標系の赤道(=天の赤道)と黄道座標系の赤道(=黄道)の交点は「春分点」「秋分点」と呼ばれ、場所は見たことなくても名前は有名でしょう。(※これも認知未体験率が高そう…。)太陽が春分点や秋分点を通過する日が「春分」「秋分」ですから、ここまでかみ砕けば天文に興味ない人もご存知ですね。
各座標系の交点や極の正確な位置をweb検索すると断片的には見つかるけれど、全て網羅した資料は世界中探しても見つかりませんでした。ですので自前で計算し、名称も含めて下表にまとめておきます。特に覚える必要は無いけれど、本記事で取り上げる黄道光は黄道に沿った光、天の川は銀河赤道に沿った光、そして前述したグランドクロスの交点は黄道と銀河赤道の交点になります。この二つの交点は以下の話に出てきます。互いの座標系は短期的には相互に動かないのですが、日周運動はしますから、星座のように私たちの周囲を動いていきます。
【各座標系の主要点座標:J2000.0での赤経赤緯】
赤道座標系 | 黄道座標系 | 銀河座標系 | |
---|---|---|---|
北側の極 | 天の北極 NCP 0h 00m 00.00s +90° 00′ 00.0″ | 北黄極 NEP 18h 00m 00.00s +66° 33′ 38.6″ | 北銀極 NGP 12h 51m 26.28s +27° 07′ 41.7″ |
南側の極 | 天の南極 SCP 0h 00m 00.00s -90° 00′ 00.0″ | 南黄極 SEP 6h 00m 00.00s -66° 33′ 38.6″ | 南銀極 SGP 0h 51m 26.28s -27° 07′ 41.7″ |
赤道 | 天の赤道 celestial equator | 黄道 ecliptic | 銀河赤道 galactic equator |
天の赤道に対する昇交点 | - | 春分点 vernal equinox 0h 00m 00.00s +0° 00′ 00.0″ | 対赤道昇交点 18h 51m 26.3s +0° 00′ 00.00″ |
天の赤道に対する降交点 | - | 秋分点 autumnal equinox 12h 00m 00.00s +0° 00′ 00.0″ | 対赤道降交点 6h 51m 26.3s +0° 00′ 00.00″ |
黄道に対する昇交点 | →秋分点 | - | 対黄道昇交点 18h 00m 06.1s -23° 26′ 21.41″ |
黄道に対する降交点 | →春分点 | - | 対黄道降交点 6h 00m 06.1s +23° 26′ 21.41″ |
銀河赤道に対する昇交点 | →対赤道降交点 | →対黄道降交点 | - |
銀河赤道に対する降交点 | →対赤道昇交点 | →対黄道昇交点 | - |
- 名称英訳が分からないところは無表記。座標は上が赤経、下が赤緯。
- 極はそれぞれCelestial Pole、Ecliptic Pole、Galactic PoleにNorthとSouthをくっつけて呼ぶ。
- 相対する座標系では、一方の昇交点は他方の降交点になりますが、位置は同じです。
- 黄道座標系・銀河座標系とも、天の北極を含む半球側がそれぞれの北半球です。
★黄道、銀河赤道、クロスポイントはどう巡る?
黄道光は黄道に沿って光り、また天の川は銀河赤道に沿って光ります。このふたつの「道」をイメージできるようになることが大切です。また、黄道面と銀河面のなす角は60° 11′ 18.8″です。この角度は何万年もしたら変わるのでしょうが、地球軌道面と銀河面は100年程度の短期では変わらないと見なせます。黄道と銀河赤道が交差する点は、一方が干潟星雲(M8)や三裂星雲(M20)のすぐ近く、もう一方は散開星団M35やモンキー星雲のすぐ近く。それぞれの極近くに北極星みたいな明るい星は無く、調べた範囲では一部の人がかみのけ座31番星(約4.9等)を「Polaris Galactic Borealis」(銀河北極星)と呼ぶ程度。グランドクロスを撮影する場合はM8やM35の位置を意識すると良いでしょう。ただし日本からM8を見て「高いなあ」とは誰も思いませんよね?つまり夏の天の川側のグランドクロスは大変低く、見辛くて写し難い対象なのです。
本州中緯度では右図(Stellariumによるシミュレート)のように8月下旬の宵、天文薄暮終了ごろ交差点が南中します。光害の様子や前景にもよるから一概に言えませんが、宵側ではこの時期が観察に最も適しているのではないかと考えられます。上表の通り、黄道と赤道は春分点、秋分点で交差するので、ここから90°(=6h)経度が増す位置、つまり6hと18hには赤緯が南北にもっとも離れる夏至点と冬至点があります。面白いことに夏至点と冬至点は対黄道昇交点・対黄道降交点にとても近いのです。
シンプルに言うなら、グランドクロスの交差点は冬至の太陽くらい低く、反対側は夏至の太陽ほど高いということ。黄道は地球から見た太陽の通り道。左の太陽観測衛星SOHO画像を見て分かるように、冬至のころの太陽は黄道と銀河赤道との交差点を確かに通っています。この日時と場所の感覚を養っておけばいいのです。
天の川の濃淡は場所によって決まっているから、「今日はおおいぬ座辺りが明るい」といった変動はありません。でも黄道光が最も明るいのは太陽近く、かつ薄明に侵食されない位置なので、太陽の移動にあわせて日々変わるのです。こうした事実を何度も観察して考えていると「太陽が冬至点に至る二ヶ月前は、天文薄明開始時に昇るしし座辺りの黄道光が明るい」といった感覚が身に付くことでしょう。同時に、グランドクロス交差点が空のどこにいるかも思い描けるようになります。
冬の天の川側のグランドクロスに絞ると、冒頭に書いたようにこれから見ごろを迎えます。ここまで書いたとおり交差点が天頂近くまで高く昇るからです。左図は10月1日4:20ごろのシミュレーション。黄道光と共に紫金山・ATLAS彗星(C/2023 A3)が昇ってきます。絶妙のタイミング!ただ、肉眼で観察したり円周魚眼で一網打尽にできるならいいけれど、少しでも拡大して撮りたいと対角魚眼より狭いレンズで切り取ろうとすると意外に難しい。
地平と交差点を両方フレームインすれば縦構図にせざるを得ず、今度は短辺が天の川と黄道光の足元をカバーできないといったことも起きます。両者とも意外に足元が広がってますからね。虹を撮るとき、主虹の半径は約42°なので長辺90°の画角があればぎりぎり入るけれど、その外側の副虹(半径約51°)までは入りません。結局fl=6mmとか4mmといった超広角しかないのか…虹が細くなってしまうなぁ……みたいな葛藤にそっくりです。
交差点が高いということは、裏を返すと「黄道と銀河赤道が地平線に対して急角度にそそり立つ」ことを意味します。どれくらいそそり立つか、国内三ヶ所で計算してみました(下A・B・C図)。青と緑の線は当ブログで何度か出てきましたが、銀河面の立ち角は初です。例えば1月始めの明け方は薄明中にようやくはくちょう座が顔を出すタイミングですから、銀河面は限りなく地平面に平行(赤線グラフが0°に近い)と気付きますね。こんなときグランドクロスを見たいと思っても無理なのです。
立ち上がりの角度もまた地面との構図を決める上で悩みの原因になります。いっそ全周魚眼に逃げてしまいたい気になりますが、ぜひ諦めず素晴らしい切り取りに挑戦してください。
田舎育ちの私と違い、現在では光害地に住んでる、旅行に行く暇も無い、機材が無いといった経済環境や生活ペースが実体験を阻むことは多いでしょう。それ以上に、そもそも空を見上げる機会を自ら持たない人が少なくないと感じます。私は東京勤めをしてた時期がありますが、通勤中に幻日や各種アークなど主な気象光学現象をひと通り観て撮影もしてます。肉眼で確認可能なものに関して「都会だから云々」ってただの言い訳だなって思いました。秋が深まるシーズン、ぜひみなさんの中で先に進めてない言葉の認知未体験率を下げるべく、外に出て空を見上げたり、野山にお出かけください。せっかく彗星見に山まで行ったのに、旬の黄道光やグランドクロスに目もくれないのはもったいないですよ