2012年5月30日水曜日

惑星


惑星

 

第一部−2− 宇宙の科学

第4章 惑星

1.惑星(2) 惑星各論−3−

c.火星(Mars)

 火星は太陽からは4番目の惑星である。その軌道の平均半径は1.5237AUであるが、軌道の離心率が0.0934と比較的大きく(めい王星の0.2490、水星の0.2056に次ぐ)、太陽にもっとも近づくとき(近日点距離1.3814AU)と、もっとも遠ざかるとき(遠日点距離1.6660AU)の差が大きい。地球の軌道も離心率0.0167のだ円であるので、衝のときに接近するとしても、その距離はときによってかなり異なり、上の値を使えば0.507AU〜0.6827AUとかなりの差が生ずる。火星との会合周期は779日(約2年)であるが、大接近は15年、あるいは17年くらいの周期で訪れる。次回の大接近は2018年である。

 火星は1.0260日(24時間38分)の周期で自転していて(対恒星自転周期)、自転軸の傾き(公転面に垂直な向きに対する傾き)も地球の23.44°に近い25.19°である。だから、火星には地球と同じような季節の変化がある。ただし、公転周期が1.88年であるので、それぞれの季節が地球より長く続くことになる。

 火星の赤道半径は3396kmであり地球の半分程度、質量は1/10程度である。密度は地球の5.52×103kg・m-3に対して、3.93×103kg・m-3でしかない。これは、金属でできている核の相対的な大きさが、地球より小さいためだろう。表面重力は地球の0.38倍であり、表面からの脱出速度は5.02km・s-1(地球は11.18km・s-1)である。この表面重力では、火星の位置でも大気をつなぎ止めておくためには十分でなかったと考えれる。

 実際、火星表面での大気圧は5.6hPa(「比較惑星学」岩波地球惑星科学講座12、1997年、以下大気成分も同じ)でしかない。この値は地球の1/200程度、地球でいうと35km上空の気圧ということになる。大気の主成分は二酸化炭素(95.32%)。ほかのちっ素(2.7%)、ネオン(2.5%)、アルゴン(1.6%)が続く。二酸化炭素はあるが、大気そのものが薄いので温室効果は弱い(温室効果がない場合と比べて6℃上げるだけ)。そのため表面温度は低く-63℃でしかない。ただし、赤道直下の正午近くには25℃程度まで上昇することもある。逆に冬の極地方では-120℃まで下がることもある。

 火星が赤く見えるのは、表面が赤い砂におおわれているためである。これは酸化鉄の色で、昔、大気に酸素があったのかもしれないが、このような形で地表に固定されてしまっている。火星全体は大きくいうと、赤い砂におおわれた砂漠であるといえる。

2012年5月19日土曜日

太陽コロナモデル - JSWM「宇宙天気モデリング共同プロジェクト」


太陽コロナとは、100万度以上の高温のプラズマで満たされた太陽の外側の大気です。 なぜコロナがこのような高い温度まで加熱されているかについては未だ解決されていない謎の一つです。加熱されたプラズマは、太陽から外に向かって流れ出し、太陽系全体にいきわたっています。これが太陽から流れてくる風「太陽風」と呼ばれている現象です。
このコロナ加熱過程には、太陽の複雑な磁場が密接に関係していることがわかっています。 そこでわれわれは、太陽表面の複雑な磁場を詳細に取り入れ、太陽コロナを再現するモデルを開発しました。

この密度構造を下にこちらの日食画像を予測しました。 このモデルでは、 SOHO衛星 で得られた 最新の太陽全面磁場データ(2009年6月)を用いて、 下の図にあるような太陽コロナの3次元構造を作り出します。

金星の他の二つの名前は何ですか?
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図1: 2009年6月の太陽表面の磁場から再現した三次元コロナ磁場。太陽表面の色が磁場の強さで、赤色が正(N極)、青色が負(S極)を示している。 チューブが磁力線を示していて、青色(内向き)と赤色(外向き)の磁力線は惑星間につながっている磁力線を表しています。周囲にある半透明な面は、青色と赤色の磁力線の境界面(カレントシート)を表します。


気圧preesureが落ちたとき何が起こる

太陽コロナは、われわれが見ることのできる可視光では、太陽からの光をコロナプラズマが散乱することで光って見えています。日食のときに見えるコロナの構造は、プラズマの密度の濃淡を見ていることになります。密度の濃淡は、太陽コロナの磁場構造に密接に関係しています。例えば図1にあるような、片方が惑星間に「開いた磁力線」と両端が太陽につながった「閉じた磁力線」をくらべると、前者は太陽風が流れているので、プラズマを蓄えることができませんが、後者は太陽風が流れることはないので、プラズマを蓄えることができます。また磁力線の足元の磁場の強さもプラズマの加熱・供給量に関係しています。このように、磁場の情報に基づ� �てコロナを再現すると以下のようになります。

図2: 図1に半透明の密度の等値面を重ねた図。


単語の惑星の元は何ですか?

三次元構造がわかるムービーがこちらです。

ここをクリックするとムービーが見られます。

尖ったアーケード構造の先端に逆向きの開いた磁力線に挟まれた構造があります。 この構造には、電流が流れているため「カレント(電流)シート」と呼ばれています。 アーケードとカレントシートを含めたものが、ストリーマと呼ばれるコロナの典型的な構造です。ムービーを見てもらうとわかるようにストリーマーは、太陽の大局的な磁場を反映して、うねった構造をしています。


この密度構造に基づいて、光の散乱過程を計算し日食で観測されるコロナ画像を予測したものが図3です。高解像度の画像が こちらにあります。
日食予測画像にある遠くまで伸びる明かるい構造との比較のために、 ストリーマの三次元構造を図3の下段に示しました。 磁力線とカレントシートの三次元構造を見ると図の左側(東側)に ある2本のストリーマーは南北にうねった1枚のカレントシートが 我々が見る方向(視線方向に)平行になっている部分に 現れることが分かります。


図3: 日食で観測されるコロナの明るい構造とストリーマの三次元構造との関係。 上段が予測される日食画像。 下段は同じ視点からみた磁場と密度の構造(図2と同じ)。



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2012年5月17日木曜日

惑星 (組曲) - Wikipedia


大管弦楽のための組曲惑星』(わくせい、The Planets)作品32は、イギリスの作曲家グスターヴ・ホルストの作曲した代表的な管弦楽曲である。この組曲は7つの楽章から成り、それぞれにローマ神話に登場する神々にも相当する惑星の名が付けられている。第4曲「木星」は非常に人気があり、特に有名である。

ホルストの代表曲として、ホルスト自身の名前以上に知られており、近代管弦楽曲の中で最も人気のある曲の1つである。イギリスの管弦楽曲を代表する曲であるとも言えるが、むしろイギリス音楽とは意識されず、その枠を超えて親しまれている曲である。ただし、特殊楽器の多用や女声合唱の使用などが実演の障壁になることも多く、全曲を通しての演奏の機会は必ずしも多いとはいえない。また、後述のホルスト自身の不満からもわかるとおり、『惑星』という題名のスケールの大きさに惑わされて、実体とかけ離れてあまりに過大評価される傾向にあるとする意見もある。

この作品は惑星を題材としているが、(天文学ではなく)占星術から着想を得たものである。地球が含まれないのはこのためである。西欧ではヘレニズム期より惑星は神々と結び付けられ、この思想はルネサンス期に錬金術と結びついて、宇宙と自然の対応を説く自然哲学へと発展した。この作品は、日本語では「惑星」と訳されてはいるが、実際の意味合いは「運星」に近い。それぞれの曲の副題は、かつては「…の神」と訳されていたが、近年では本来の意味に則して「…をもたらす者」という表記が広まりつつある。かねてよりホルストは、作曲家アーノルド・バックスの兄弟で著述家のクリフォードから占星術の手解きを受けており、この作品の構想にあたり、占星術における惑星とローマ神話の対応を研究している。

[編集] 作曲の経緯・初演

[編集] 作曲

作曲時期は1914年から1916年。当初は『惑星』としてではなく『7つの管弦楽曲』として作曲が開始された。これはアルノルト・シェーンベルクの『5つの管弦楽曲』に着想を得たものといわれている。

まず「海王星」以外の6曲はピアノ・デュオのために、「海王星」はオルガンのために作曲された。 1914年に「火星」(8月以前)、「金星」(秋)、「木星」(年末)が作曲され、 1915年には「土星」(夏)、「天王星」(8月頃)、「海王星」(秋)が、そして1916年初頭に「水星」が作曲された。その後、日本人舞踏家伊藤道郎の依頼を受け、『惑星』の作曲を一時中断して『日本組曲』を完成している。

1917年になって、オルガンや声楽を含む大管弦楽のためにオーケストレーションされた。もっとも、オーケストレーションにおけるホルスト自身の関与はピアノスコアに楽器の指定をしたことが中心であり、フルスコアの作成はかなりの部分をホルスト以外の手に負っている。オーケストレーションは創造的かつ色彩的であり、英国国内の作曲家よりもストラヴィンスキーら大陸の作曲家からの影響が強く見られる。

しかし、管弦楽法的には複雑ではなく、多くの楽器、人員を要するのもソロとトゥッティ(複数人で同じ旋律を奏でること)を使い分けて音の厚みを変化させたり、和音を吹く際に一つの楽器で全ての音を出せるようにする(例えば、管楽器を各2本だけにすると一つの楽器だけで和音を出せない)などの音響的効果を狙った理由が強い。また声部も基本的に旋律、和音、ベース音など明確に分けられており、大編成のわりに曲の構造はわかりやすい。

「火星」の5拍子など民族的なリズムや、「海王星」などで現れる神秘的な和音など、作曲当時の流行を取り入れている部分はあるが、和声的にはおおむねロマン派の範囲であり、その親しみやすさのおかげで20世紀の音楽としては珍しく日常的に聞く機会に恵まれた曲になったといえる。

[編集] 初演

初演は、1920年10月10日にバーミンガムにて、全曲を通しての公式の初演が行われた。これに先立つ1918年の9月29日にロンドンのクイーンズ・ホールにおいて、エイドリアン・ボールトの指揮するニュー・クイーンズ・ホール管弦楽団により非公式の演奏が行われている。

組曲『惑星』は大編成の管弦楽のために書かれており、オルガンや、最後の「海王星」では舞台の外に配置された歌詞の無い女声合唱が使われる。初演に立ち会った聴衆は斬新な響きに驚き、この組曲はたちまち成功を収めた。

2012年5月15日火曜日

Nikon | 星空案内 | 2012年3月の星空


日中の暖かさに、少しずつ春を感じるようになってきました。夜の寒さも和らぎ始め、星空を眺めやすくなっているでしょう。油断は禁物ですが、冬よりもちょっとだけ気軽に、空を見上げられそうです。

今月はまず、夕空で金星と木星の素晴らしい輝きを楽しみましょう。最接近する14日と細い月も並ぶ26日の両日、忘れずに夕空を眺めてみてください。

空が暗くなると「しし座」など春の星座たちが南の空に見えはじめます。東の空には「うしかい座」の1等星アルクトゥールスや「おとめ座」の1等星スピカも見えます。また、「しし座」で赤く光る火星、スピカと並ぶ土星も見ごろです。どちらもほぼ一晩中見えるので、目にしたり観察したりする機会が増えそうですね。

では3月の星空案内を始めましょう。

3月の星空

南の空

2012年3月1日ごろの22時、15日ごろの21時、30日ごろの20時に、東京で見た南の星空のようすです。大阪ではこの時刻より約20分後に、福岡では約40分後に同様の星空になります。

月は、満月(8日)、上弦(31日)の位置を入れてあります(時刻は21時)。

北の空

2012年3月1日ごろの22時、15日ごろの21時、30日ごろの20時に、東京で見た北の星空のようすです。大阪ではこの時刻より約20分後に、福岡では約40分後に同様の星空になります。

月は、上弦(1日)の位置を入れてあります(時刻は21時)。

3月の天文カレンダー

3月の惑星

水星

水星は、3月の半ばごろまでは夕方の西の空に見えます。5日が東方最大離角で太陽からもっとも離れるので、この前後数日間が見やすい時期です。高度は低いですが、見晴らしの良い場所で探してみましょう。双眼鏡を使うと見つけやすくなります。

3月の半ばを過ぎると太陽に近くなり、見えなくなります。

金星

金星は、夕方から宵のころに西の空に見えています。

マイナス4等級と明るく、一番星として美しく輝いています。また、木星との接近も楽しみです。最接近する14日前後や、金星・細い月・木星と一直線に並ぶ26日の光景は見逃せません。

火星

火星は「しし座」を動いています。

夜8時ごろに南東の空に見え、真夜中ごろには真南の空の高いところで目立っています。明るさはマイナス1等級前後で、赤っぽい色がとても目立ちます。

6日に地球に最接近します。急に見え方が変わるようなことはありませんが、最接近はおよそ2年に一度しか起こらない現象なので、この前後の期間にしっかりと火星の色や明るさを目に焼き付けておきましょう。

木星

木星は「おひつじ座」にあります。

Nikon | 星空案内 | 2012年3月の星空


日中の暖かさに、少しずつ春を感じるようになってきました。夜の寒さも和らぎ始め、星空を眺めやすくなっているでしょう。油断は禁物ですが、冬よりもちょっとだけ気軽に、空を見上げられそうです。

今月はまず、夕空で金星と木星の素晴らしい輝きを楽しみましょう。最接近する14日と細い月も並ぶ26日の両日、忘れずに夕空を眺めてみてください。

空が暗くなると「しし座」など春の星座たちが南の空に見えはじめます。東の空には「うしかい座」の1等星アルクトゥールスや「おとめ座」の1等星スピカも見えます。また、「しし座」で赤く光る火星、スピカと並ぶ土星も見ごろです。どちらもほぼ一晩中見えるので、目にしたり観察したりする機会が増えそうですね。

では3月の星空案内を始めましょう。

3月の星空

南の空

2012年3月1日ごろの22時、15日ごろの21時、30日ごろの20時に、東京で見た南の星空のようすです。大阪ではこの時刻より約20分後に、福岡では約40分後に同様の星空になります。

月は、満月(8日)、上弦(31日)の位置を入れてあります(時刻は21時)。

北の空

2012年3月1日ごろの22時、15日ごろの21時、30日ごろの20時に、東京で見た北の星空のようすです。大阪ではこの時刻より約20分後に、福岡では約40分後に同様の星空になります。

月は、上弦(1日)の位置を入れてあります(時刻は21時)。

3月の天文カレンダー

3月の惑星

水星

水星は、3月の半ばごろまでは夕方の西の空に見えます。5日が東方最大離角で太陽からもっとも離れるので、この前後数日間が見やすい時期です。高度は低いですが、見晴らしの良い場所で探してみましょう。双眼鏡を使うと見つけやすくなります。

3月の半ばを過ぎると太陽に近くなり、見えなくなります。

金星

金星は、夕方から宵のころに西の空に見えています。

マイナス4等級と明るく、一番星として美しく輝いています。また、木星との接近も楽しみです。最接近する14日前後や、金星・細い月・木星と一直線に並ぶ26日の光景は見逃せません。

火星

火星は「しし座」を動いています。

夜8時ごろに南東の空に見え、真夜中ごろには真南の空の高いところで目立っています。明るさはマイナス1等級前後で、赤っぽい色がとても目立ちます。

6日に地球に最接近します。急に見え方が変わるようなことはありませんが、最接近はおよそ2年に一度しか起こらない現象なので、この前後の期間にしっかりと火星の色や明るさを目に焼き付けておきましょう。

木星

木星は「おひつじ座」にあります。

2012年5月14日月曜日

教えて!すばる天文掲示板|プラネタリウム|すばるホール


プラネタリウム室前に「教えて!すばる天文掲示板」を設置しています。どんどん質問にお答えしていきますので、ご来館の際はぜひご覧になってみてください。

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星について

Q.どうしてほしはあるんですか?

宇宙には、「星間雲」という星の材料があります。たくさん集まってくると、星になります。

Q.ほしはどうして見えるんですか?

おほしさまは自分でぴかぴか光っています。その光が何年もかけて地球に届いているので、夜になると見える様になります。

Q.星でいちばんあつい星さむい星の色と名前はなんですか?

自分で光っている「恒星」は、どれも、とっても温度が高いんです。比較的温度が高い星は白や青に見えて、温度が低い星は赤に見えます。どの星が一番あつい、さむいかは、よく分からないのです。例えば、おとめ座のスピカは20000度くらい、オリオン座のベテルギウスやさそり座のアンタレスは3500度くらいです。

Q.太陽は何度なの?

太陽の表面温度はおよそ6000℃くらいですが、「黒点」と呼ばれる、しみのように見える黒いところは周りよりも温度が低く、3000℃くらいだそうです。また、「コロナ」と呼ばれる部分は100万℃くらいもあるそうです。

Q.どうして星は光るんですか?

星は「核融合反応」を起こして、光と熱のエネルギーを出しています。わかりやすく言うと、星の燃料を燃やしているので、光って見えます。

Q.星にはほとんど名前があるけど、つけられてない星もあるんですか?

特に明るい星や、目立つ星などには意味のある名前が付けられています。例えばさそり座にある「アンタレス」という星の名前には、「火星の敵」といった意味があります。こういった名前は「固有名」と呼んだりしますが、中には記号だけで呼ばれる星もあります。基本的に、全ての星に名前か記号がつけられています。

Q.星はなんでいろんな色や形が違うの?

星の色が違うのは、星の表面温度がそれぞれ違っているからです。自分で光っている星は、温度が高ければ高いほど青白く見え、温度が低ければ赤っぽく見えます。星の形はあまり違うことはありません。自分で光っている星はすべて、丸い形をしています。

Q.一番大きい星はなんですか?

人間が今までに見つける事が出来た星のなかで、一番直径が大きいとされているものは、おおいぬ座にあるVYという星だそうです。直径はなんと太陽の1950倍もあるそうです。ただ、人間が今まで見つけた星は宇宙のほんの一部にしか過ぎませんので、これよりも大きい星があるかも知れませんね。

Q.一番小さい星はなんですか?

「星」をどのように見るかで、大きさがとても変わってしまいます。例えば、自分で光っていなくても、「惑星」「衛星」など、「星」と呼べる物があるからです。ですので、正確に答える事ができないかもしれません。ちなみに、現在見つかっている一番小さな「ブラックホール」は、直径が24kmしかないそうです。

2012年5月12日土曜日

太陽系、太陽から一番遠い惑星 - 楽天 みんなで解決!Q&A


ざざっと MPC のデータを拾ってみました. 以下単位は AU.

番号がついている小惑星 (準惑星を含む) で近日点が最も遠いのは (90377) Sedna の q=76.3468494. 遠日点が最も遠いのは (308933) の Q=1905.62000 です (ただし近日点距離は q=24.1809399) がこの辺まで来ると「どこからの距離を計算するのが妥当か」という問題が出てきます. なお (90377) Sedna より遠日点距離が大きいものとしてはもう 1つ (87269) (q=20.7859817, Q=1316.