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2023年09月29日20:52

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中秋の名月 多摩市鶴牧東公園 天文関連 ブラックホールの回転、2023年4月に観測至上最大規模のフレアをとらえる。オーロラ現象について

9/29(金)

 昨28日は、夏に逆戻りしたかのように、気温と共に湿度も上昇した。東京多摩地区の最高気温は33度、湿度は60%台を記録した。

29日(金)は中秋の名月、満月と中秋の名月が重なるのは3年連続となる。次に中秋の名月と満月が重なるのは7年後の2030年、平日にも関わらず、各観光施設では、お月見イベントを開催する。

2023年9月29日の月の出時刻は午後5時37分、東の空には、鉛色の雲が垂れ込めていた。お月見を期待して、住宅街の合間に位置する多摩市鶴牧東公園の丘の上に、住民たちが集ってきた。

写真=2023年6月16日(金)午後6時58分に、公園内の丘の上から撮影した1枚
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 詳細 多摩市公式ホームページ https://www.city.tama.lg.jp/map/kouen/1002512.html

 直近の鶴牧東公園に関する日記 2023年6月4日付 5月下旬から6月初旬,町田市北部小山田緑地と多摩市鶴牧東公園 ZARDの坂井泉水が好きだったカラーの花 他日本で最も安い遊園地 https://mixi.jp/view_diary.pl?id=1985206493&owner_id=32437106

午後5時50分頃に、赤銅色の月がうっすらと顔を出すと、空高く上るに従い、黄色に変わった。曇っていたとはいえ、時々夜空から満月が姿を見せてくれた。

写真=2023年9月29日(金)の中秋の名月 18時1分撮影
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 国立天文台によると、赤い光は、青い光よりも、波長が長く、大気中で散乱しにくい性質がある。我々の住む球体を保つ「地球」は、赤道や極地を含め、緯度に問わず、大気の厚さに差はない。地上世界にいる個人の視点に立つと、見る角度によって厚さが異なる。
頭の真上が最も薄く、水平方向に傾くたびに厚さを増す。したがって、地平線(水平線)近くに月があるときは、厚い大気中で青い光は散乱し、赤い色の光が通りやすくなる

 月の色の解説 国立天文台より https://www.nao.ac.jp/faq/a0203.html


電気がなかった時代、人々は月の明かりを頼りに夜を過ごしていた。今では、月に魅了され、探査機を使って、資源開発に取り組もうとしている。文明社会に月は深く関わっていた。

 写真=2022年9月10日の中秋の名月 掲載日記 2022年11月4日付 月を含め宇宙に関する物語や新発見 ZARDの坂井泉水が発表した歌詞「月にねがいを」16世紀のデンマークの天文学者ティコ・ブラーエ 満月の日のトワイライト夜景  https://mixi.jp/view_diary.pl?id=1983638981&owner_id=32437106
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今回天文学関連である。国を超えて協力が必要な学会において、近年アインシュタインの相対性理論の検証や、太陽系外惑星の大気について観測が進む。最新ニュースと共に、2023年5月22日に作成した天文関連の日記を公開する。

目次
� 〆膿慧景献縫紂璽后�M87銀河の中心に鎮座する巨大ブラックホールの回転運動
�◆�2023年5月22日付け日記 90光年離れた太陽系外惑星で火山活動の兆候を掴む、史上最大級のプロミネンスを観測
  1.90光年離れた太陽系外惑星で火山活動の兆候を掴む 5月18日付
  2.りょうけん座RS型変光星V1355 Orionisで史上最大級のプロミネンスを観測(2023年4月末)

               最新天文関連日記

 2023年8月31日付 今夜スーパーブルームーンと土星接近 土星の環の構造について 稲城市みはらし緑地トワイライト夜景
https://mixi.jp/view_diary.pl?id=1985823201&owner_id=32437106

 2023年6月7日付 天文ニュース!宇宙最初の星の兆候を掴む。木星のガリレオ衛星から大気成分を検出する、108億光年先からブラックホールの兆候を掴む
https://mixi.jp/view_diary.pl?id=1985226085&owner_id=32437106


  � 〆膿慧景献縫紂璽后�M87銀河の中心に鎮座する巨大ブラックホールの回転運動

詳細記事 国立天文台 歳差運動するM87ジェットの噴出口―巨大ブラックホールの「自転」を示す新たな証拠― 2023年9月28日付け
 https://www.nao.ac.jp/news/science/2023/20230928-eavn.html

2019年4月11日付け ブラックホール撮影ニュースに関する日記
https://mixi.jp/view_diary.pl?id=1971095635&owner_id=32437106


 天文学において、大きなニュースが飛び込んだ。5600万光年離れたM87銀河の中心部に鎮座する推定太陽質量の60億倍に達するブラックホールが、回転していることが判明したのである。ブラックホールの存在や、回転運動については、相対性理論を発表したアインシュタインも予言していた。1世紀のときを経て、アインシュタインの功績が再び脚光を浴びている。

 振り返ると、M87銀河の中心に位置するブラックホールは、4年前の2019年4月10日に撮影画像が公開されていた。世界6場所8台の望遠鏡をリンクさせ、地球サイズの1枚の鏡と同じ感度に達した結果、視力300万を獲得したことにより、実現したのである。例えると、東京から富士山の天辺のリンゴを撮影する感度に匹敵する。

理論的に光を発しない黒い穴を直接のぞくことはできない。ブラックホールによって加熱された周囲のガス雲がプラズマ発光する際、黒い穴が浮かび上がったのである。天文学では「ブラックホールシャドウ」という。日本と欧米の天文学チームがタッグを組み、1,3mm(現在は世界8場所11台に増えて、0,8mmを実現)の電波領域で観測したプロジェクトは{EHT(イベントホライズンテレスコープ)」という。

 写真=EHTが公開したM87銀河のブラックホール
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 一方で、日本は、韓国や中国と共に、東アジアの天文学者と、0,7cmから1cmの電波領域でのブラックホール観測に挑んでいた。こちらのプロジェクトは「EAVN」という。観測波長が長ければ長いほど、焦点を絞りにくくなるとはいえ、プロジェクトに投じられるエネルギーは少なくて済む。

 M87銀河のブラックホールを徹底して観測した結果、予想していた事実が判明した。国立天文台の秦和弘助教、総合研究大学院大(研究当時)の崔玉竹さん、工学院大の紀基樹客員研究員らは、2013年かから2022年に渡り、日本と韓国、中国の計13台の電波望遠鏡をつなぎ、M87のブラックホール付近から噴き出すジェットを観測した。米国の望遠鏡で得られた西暦2000年以降のデータも加え、計23年分のジェット画像を解析した結果、新たな知見が得られたのである。

 ブラックホールの中心から吹き出たとされるジェット向き(角度)が、11年の周期で変化していたのである。国立天文台が所有するスーパーコンピューターのアテルイ�兇砲茲襯轡潺絅譟璽轡腑鵑箸糧羈咾砲茲襪函▲屮薀奪�ホールが自転することにより、ジェットの噴出方向が変わるのである。自転するブラックホールが周囲の時空を引きずることで生じる、円盤とジェットの歳差運動としての説明がつく。

写真 掲載元 上記の詳細記事 国立天文台のページより
フォト

 (上)EAVN等で撮影したM87ジェットの電波画像の例。2013年から2018年にかけて7ミリメートル帯の波長で撮影された多数の画像を、2年分ずつ平均して3つの画像にしている。各画像の中心部から伸びる矢印はジェットの噴出方向を表す。(下)2000年から2022年の間に測定されたジェットの噴出方向の時間変化。赤色の曲線は、測定結果と最もよく一致する11年周期の歳差運動のモデルを表す。(クレジット:Cui et al. (2023))

 

相対性理論からもEHTが撮影した画像から、ブラックホールが自転している可能性が示唆されていた。なぜなら、ブラックホールシャドウをとらえが環が、左右非対称だったからである。詳細な理論計算と今回の観測画像を比較したところ、電波を強く発するプラズマガスはブラックホールと同じ方向に回転しているとみられている。一般相対性理論によると、光速に近い速度で物体が移動している場合、進行方向に沿って光を放つ。画面下側(南側)が明るいことから、地球の方向へ時点しているといえる。

 詳細 ブラックホールの回転について イベント・ホライズン・テレスコープ よくある質問 1.1 画像に写っている環は何ですか?より
https://www.nao.ac.jp/news/sp/20190410-eht/faq.pdf

 近年の天文学は、シミュレーションの結果と、観測の結果を照合することにより、新たな見識を得ている。吸い込まれたら二度と脱出できないブラックホール、その出口は、未知の領域でもある。SFの世界に出てくる時空の抜け穴を利用するワープ理論との関連も指摘された。科学の発達に伴い、天文学は大きく進歩している。

 �◆�2023年5月22日付け日記 90光年離れた太陽系外惑星で火山活動の兆候を掴む、史上最大級のプロミネンスを観測

 1.90光年離れた太陽系外惑星で火山活動の兆候を掴む 5月18日(木)付

 詳細 Astro Arts 2023年5月25日 火山活動の可能性がある地球サイズの系外惑星
https://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/13036_lp79118d

 地球からうみへみ座に近いコップ座の方向に90光年離れた赤色矮星「LP 791-18」の周りを回る地球サイズの岩石惑星の観測から、驚くべき成果が上がった。これまで宇宙空間に打ち上げた太陽系外惑星の探査に特化した望遠鏡「TESS」により、LP 791-18の廻りを回る惑星bとcの存在が明らかになっていた。今回、東京大学とカナダのモントリオール大学が参加する国際プロジェクトチームは、推定地球の1,03倍の質量を持つ惑星dから火山活動の兆候を見つけたと発表したのである。惑星dの公転周期は約2.75日、約0.94日の惑星bと約4.99日の惑星cの間に位置する。2023年5月17日付けで、ネイチャー誌にて、観測結果が掲載された。使用した望遠鏡は、2020年1月31日に運用が終了した赤外線NASAのスピッツァー宇宙望遠鏡だった。赤外線は、波長が長い分、チリの奥まで見通すことが出来る。現に地球から天の川中心部を観測すると、厚い雲の影響により、可視光線は1兆分の1まで減光してしまう。対照的に赤外線は15分の1の減光にとどまる。天の川中心部の世界は、赤外線や電波など、波長が長い望遠鏡が向いている。

 なぜコップ座の方向にある赤色矮星の周りを回る地球型惑星から火山活動の兆候をとらえたのか、近接する惑星による重力摂動により、摩擦熱が生じるからである。太陽系では、木星の衛星イオが、内側の親惑星木星と、外を回るエウロパとガニメデの綱引きにあい、内と外から引っ張られることにより、熱が発生しやすい。噴火の原動力は、他の惑星の重力による影響、いわゆる潮汐力である。

 天文学者の間でも、活発に火山活動する太陽系外惑星が存在することは予想がついていた。太陽系の外から気象現象を明らかにすることにより、地球の未来さえ占うことができる。

 天体観測は、我々地球の過去、また未来の姿を映し出していた。


2.りょうけん座RS型変光星V1355 Orionisで史上最大級のプロミネンスを観測(2023年4月末)

 4月28日付け、京都大学の大学院生と国立天文台の助教授が属するグループが、天文学において、大きな成果を発表した。京都大学が所有する口径3.8m「せいめい」望遠鏡を用いて、りょうけん座RS型変光星V1355 Orionisのモニタ観測を実施した。目的どおり、巨大爆発現象「スーパーフレア」とそれに伴う超高速プロミネンス噴出を検出する。

 りょうけん座RS型変光星とは、明るさが定期的に変わる星のひとつである。りょうけん座RS型変光星の特徴は、ペアを組む二つ以上の星を差す連星系で、巨大な彩層を持つ。天体の大きさの割に、黒点が巨大化する。半径約70万kmの太陽の場合、彩層の厚さ数千から1万kmにのぼる。彩層の最下層である温度最低層では光球よりやや低温(5778K)で、高度と共に増加していく。コロナとの境界層(遷移層)付近では1万度ケルビンに達する。彩層では磁場が支配的であり、磁気エネルギーの解放現象である太陽フレアや、プラズマが磁力線によって太陽大気中に保持された紅炎(プロミネンス)が観測される。

写真=太陽の内部構造 掲載元 国立天文台 ひので 
https://hinode.nao.ac.jp/intro/science/discovery.html
 フォト

 りょうけん座RS型変光星の特徴は、ウィキペディアで以下のように書かれている。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%8A%E3%82%87%E3%81%86%E3%81%91%E3%82%93%E5%BA%A7RS%E5%9E%8B%E5%A4%89%E5%85%89%E6%98%9F
 

1.通常型:軌道周期は1日から14日で、主星のスペクトル型はFまたはG、光度階級はVまたはIVである。食以外の時は強いCa II HとKの輝線が見られる。
2.短周期型:軌道周期は1日以下で、主星のスペクトル型はFまたはG、光度階級はVまたはIVである。主星、伴星のどちらか1つかあるいは両方でCa II HとKの輝線が見られる。
3.長周期型:軌道周期は14日以上で、主星も伴星もスペクトル型はGからK、光度階級はIIからIVである。食以外の時は強いCa II HとKの輝線が見られる。
4.閃光型:主星のスペクトル型はdKeまたはdMeで、強いCa II HとKの輝線が見られると言われる。
5.おうし座V471星型:主星は白色矮星である。伴星のスペクトル型はGからKで、強いCa II HとKの輝線が見られる。

 地球を宿す太陽でも、定期的にプロミネンスと呼ばれる摂氏1万度に達するプラズマ噴出現象が発生する。今回研究者が目指したのは、スパーフレアの速度と質量の計測である。その天体の脱出速度を上回り、十分な質量があれば、近隣の天体に影響を及ぼす。太陽におけるプロミネンスは、地球を含め他の惑星に被害を与える。地球では、度々プロミネンスにより、GPS機器に障害が起こっていた。目に見える形では、低緯度地域を中心にオーロラの観測範囲が広がる。

 太陽は過去の観測から11年周期で活発化していた。2023年4月24日、米国海洋大気庁(NOAA)は、太陽活動の活発に伴う磁気嵐を観測したと発表した。既に4月21日に太陽で大規模なコロナ質量放が確認されていた。NOAAが警戒態勢を整えた4月23日には、5段階強度評価レベルで2番目に激しい4に相当する磁気嵐を、一晩中継続して観測した。現に同日北海道の稚内とほぼ同じ北緯45度の米・ウィスコンシア州でもオーロラが確認されたのである。

写真左=アメリカ地図と日本列島を重ね合わせた図 掲載元 Amebro YukiのLife is good in USA 2021年3月5日付け https://ameblo.jp/lifeisgoodinusa/entry-12660236866.html
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写真=2023年2月26日に米・ウィスコンシン州ミルウォーキーで確認されたオーロラ 掲載元 https://spaceweathergallery2.com/indiv_upload.php?upload_id=193452
https://nofia.net/?p=10006
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西暦2000年以降、日本列島では北海道を中心に19回オーロラが観測されている。NOAAによると、太陽活動が活発な状態が続くと、北緯35度の地域までオーロラ可視地域が広がるという。緯度が高くなるにつれて、電離酸素の発光による緑から、その下の層の窒素の発光によるピンク色が観測できるという。2023年4月23日にウィスコンシアで発生したオーロラは、ピンク色の輝きを帯びていた。

 詳細 2021年10月31日付け 第2章にオーロラの詳細を記載
2021年10/31(日)衆議院選挙関連 太陽フレアとオーロラについて イタリア統一160年(2)首都ローマの歴史を振り返る https://mixi.jp/view_diary.pl?id=1980736367&owner_id=32437106

 

日本で北緯35度の地域には、滋賀県大津市、京都府京都市の含まれる。もちろん、米国のオーロラ可視地域の同緯度でも、日本では条件的には厳しい。なぜなら、人口密度が高く、オフィスや住宅街の明かり、または空気中の水分により、夜空の観測には向かないからである。いわゆる光害の影響は、米国と比して、人口が過密な日本の方が受けている。高温多湿な気候も、天体観測には不利だった。

 詳細 オーロラ可視地域について 財経新聞 2023年4月25日16時56分 北緯35度付近でオーロラ見える可能性も 太陽活動活発化で NOAA
 https://www.zaikei.co.jp/article/20230425/718990.html


プロミネンスは、我々の暮らしを左右することから「宇宙天気現象」の一つとして数えられる。研究チームが観測対象にしたりょうけん座RS型変光星V1355 Orionisのプロミネンスの速度は、約1600 km/s、この星の重力を振り払うのに必要な最低速度である350 km/sを大きく超過していた。プロミネンスの質量値も太陽での最大級のプロミネンス噴出の100倍以上の質量を持っていたのである。観測至上最大値を更新する結果が得られた。

本研究成果は、2023年4月28日に、国際学術誌「The Astrophysical Journal」にオンラインで掲載されている。

 観測結果の詳細 京都大学ページ 2023年4月28日付け https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2023-04-28-0

 画像=上記のサイトより 国立天文台が作成
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■満月と重なった「中秋の名月」 まん丸の輝き、全国で
(朝日新聞デジタル - 09月29日 19:47)
https://news.mixi.jp/view_news.pl?media_id=168&from=diary&id=7580212
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