天文FAQ
よくある質問ベスト３
宇宙
Q. 宇宙はいつどのようにできたのか？
A.
宇宙は今から138億年前に空間や時間もない、全くの無の状態から生まれたと考えられている。
（＊アレクサンダー・ビレンキン 無からの宇宙創成）
生まれたばかりの宇宙は目にも見えないサイズで、原子そして素粒子よりはるかに小さなものだったが、
誕生した瞬間から急速膨張、何百桁も大きさを増し、超高温超高密度の火の玉のようなかたまりとなった。
（＊ジョージ・ガモフ ビッグバン宇宙論 ＊アラン・グース、佐藤勝彦 インフレーション宇宙論）
膨張とともに温度が下がり、誕生から１秒ほど後には、陽子や中性子などのモノを構成する粒子が作られ
さらに温度が下がると、水素やヘリウムといった原子が合成され、星を作る材料がそろうことになる。
そして宇宙誕生から数億年ごろには最初の星が生まれ、その後我々が知る宇宙へと進化した。
Q. ブラックホールって何？どこにあるのか？
A.
強大な重力のため、光さえ外へ逃げられなくなってしまった天体。
太陽程度の質量のもの、太陽の数百倍の質量のもの、数百万倍から数億倍もの超巨大ブラックホールなど
様々なものがある。光を出さないので直接見ることはできないが、他の天体との相互作用によって
その存在を知ることができ、また最近は重力波の観測でもそれがわかるようになってきた。
ブラックホール候補として古くから知られ有名なのは、はくちょう座にあるCygnusX1という連星系で、
対となった恒星からガスを吸い込み強いX線源となっている天体がブラックホールと考えられている。
このような恒星質量のブラックホールは太陽より重い星の残骸で、超新星爆発を起こした星の中心核が
重力でつぶれできたものだ。最近の重力波の観測で、連星を作るブラックホールはいつか合体し、
徐々に大きく成長していくということも確かめられた。
また超巨大ブラックホールは銀河系を始めとする銀河の中心核にあるということもわかっている。
Q. 宇宙人はいるのか？
A.
微生物を含め、地球外の天体で生命体が発見されたということはまだない。
しかし、小惑星や彗星の探査から、これらの天体には生命の材料となる物質が豊富に発見されている。
また地球上では、海底や地中など酸素もない厳しい環境下でも生きられる好熱性古細菌や
強い放射線に晒された宇宙空間でも死なずにいる生き物（クマムシ・粘菌など）の存在も知られている。
このような生命の多様性を考えれば、単純な生命体なら火星や太陽系の衛星など少々厳しい環境下でも
生育している、または、いたという可能性は否定できない。
この地球には、水や大気があり、また比較的温暖で安定した環境下にあったため、
地球誕生数億年ほどして最初の生命が生まれ、複雑に進化してきた。
これと同じような環境にある天体なら、同じような生命体が生まれる可能性は大である。
ケプラー衛星など近年の探査により、生命存在の可能性がある領域に分布する
地球型系外惑星の発見数は 数十個にも及んでいる。
宇宙の生命体はまだ発見されてはいないが、いないはずがないと考えることができるだろう。
銀河
Q. 銀河の星は何千億、どうやって数えた？
A. 銀河中心部には星が密集し、また銀河面にはガスやチリも豊富にあるため
個々の星を見分けることができず、直接数を数えることはできない。
そこで、銀河の回転運動の速さから全体の質量を求め
～質量が大なら回転速度は早くなる～
それが平均的な星の重さ何個分というようにして数を決める。
具体的には、銀河の回転による遠心力と、星星を引きつけている重力とが
釣り合っているとして、遠心力＝重力とおき、
また重力法則から、重力の強さ∽全体の質量となるので
これにより全体の質量を求めることができ、星何個分に相当と換算する。
なお銀河の回転速度は、銀河中の中性水素が出す電波や星の光を観測して
そのドップラー偏移を測定することで求めることができる。
Q. 巨大な銀河、どうやってできたのか？
A. 銀河は、膨張する宇宙の中に生じた密度のムラが大きく成長し、
その中から生まれてきたと考えられており、宇宙誕生から38万年後の
そのムラの様子も探査衛星により捉えられている。
原始銀河の形成に大きな役割を果たしたのは正体不明のダークマター
そこにモノが引き寄せられ、自分自身の重さでつぶれ初期天体となり、
その中に最初の星が生まれ原始銀河へと成長していく。
この最初に生まれた星は非常に質量が大きいため超新星爆発を起こし
周囲に次の世代の星の材料を撒き散らしていくことになる。
そして原始銀河は、他の原始銀河と合体成長を繰り返し徐々に大きくなり
最終的に今のような銀河となった考えられている（段階的構造形成理論）。
銀河の観測から遠方銀河は小さく不定形をしたものが多いという傾向があり、
段階的に成長するというこの考えを支持する観測的事実となっている。
Q. 一番遠い銀河は？
A. 光速度は有限のため、遠方の銀河＝過去の銀河ということになる。
宇宙膨張のため、遠い銀河ほどその光は赤い方にずれ（赤方偏移）ており
そのずれの大きさから銀河までの距離を知ることができる。
2016年時点で観測されているのはおおぐま座にあるGN-ｚ11という銀河。
ｚ11は赤方偏移の量で、この値から銀河までの距離は134億光年と
推定されている。宇宙誕生から4億年しかたっていない非常に若い銀河で
質量は天の川銀河の質量の100分の1しかない小さな銀河である。
ただ、小さいがその活動は活発でこの銀河中では猛烈な勢いで
新しい星が生まれているという。
WMAP衛星によるマイクロ波背景放射の観測から
宇宙誕生37万年後という初期宇宙の姿を知ることができるようになったが、
ここから宇宙で最初の星が生まれるまでの時代は観測ができず、
これを宇宙の暗黒時代と呼んでいる。暗黒時代の終わりを探るためにも、
最初の星∽最初の銀河＝最遠の銀河の発見が待たれる。
星
Q. 星はなぜ光っているのか？
A. 星が光るのは、内部の核融合反応によってエネルギーを発生させ、
それが熱と光となって表面に伝わるため光って見えている。
核融合反応は、数千万度もの高温により原子を加速し、
水素原子（陽子）を４つ合わせてヘリウムに変換させる反応で、
このプロセスで、膨大なエネルギーが発生する。
ここで、陽子の質量は1.6726231×10－27kg！
桁が小さすぎるので、質量をエネルギーで表すと、938.2723MeV
ヘリウム原子の質量も同様にエネルギーで表すと、3728.401028 MeV。
さて、陽子938.2723Ｍevを4個足し合わせてみよう。
足し算の結果は3753.0892Mevとなって、ヘリウムの方が25Mev分軽い。
つまり1+1+1+1≠４となって25Mev分消えてしまった。
消えた分はエネルギーに変換され、熱と光として放出されることになる。
Q. 星の距離はどうやって測るのか？
A. 近い星は三角測量で距離を求める。
これは時々街中で見かける、測量士が距離を求める方法と同じ。
例えば地球の反対側同士2点で同時に月の見える方向を観測し、
その時できる月を含む大きな三角形から距離を求める方法である。
遠い星は、見かけの明るさと本当の明るさとの違いを測る。
明るさは距離の平方に逆比例するのでそれで距離を求める。
ここで、本当の星の明るさは、変光周期と真の明るさとが
比例関係になっているような変光星とか、
最大光度がほぼ一定になるという性質を持つ超新星とか、
遠くにあるほど、早く遠ざかる銀河とかを使い、
これらを指標として本当の明るさを求めることができる。
Q. 星の温度は何千度、どうやって測るのか？
A. 星の表面温度は色によって決まっている。
赤い色の星は表面温度が低く、黄色の星は中ぐらいの温度で
白い星は温度が高く、青い星は非常に高温であるというように。
もっと正確に測るには、星の光を7色に分けたスペクトルをとり
その中に現れるさまざまな元素が出す固有の光だけを測定し
それが温度によってどれだけ広がっているかを調べることで
温度を求めることができる（運動でも広がる）。
スペクトルがとれないような暗い星は、
青から赤までのすべての波長の光がつくる強度曲線の形や
最大強度となる波長を調べることで温度が分かるようになる。
太陽
Q. 太陽と地球温暖化は関係があるのか？
A. 太陽活動は11年周期で変動しているが、気候変動にはそれと
連動するような周期性は観測されていない。
少なくとも10年オーダーでの関連性は見られないといえる。
1７世紀、太陽面にほとんど黒点が見られない期間があった。
この70年間も続いたというマウンダー極小期のときには、
気候が寒冷化し普段は凍らないロンドンのテームズ川も凍った
という記録がある。長期にわたっては影響する可能性はある。
同様に木の年輪に含まれる炭素同位体（C12/C13)の存在比や、
氷河の前進後退、オーロラの記録などから過去の気候変動と
太陽活動との関連性を探った研究からは一定の相関性が見られ
100年～1000年といった長期にわたる関連は否定できない。
ただ、これらは統計上パターンが類似しているというだけで
因果関係を物理的に証明するものではない。
Q. 黒点って何？
A. 黒点は強い磁石の性質を持つ太陽の低温領域で、黒点数の変動は
昔から太陽の活動度を示すよい指標とされている。
太陽は6000度もの高温の巨大な水素ガスの塊である。
黒点の温度は4500度ほど、周囲より1000度以上温度が低い領域で、
そのため周りに比して放射が弱く、結果として黒く見えている。
温度・密度ともに低い黒点の姿を維持しているのはその強い磁場で
それが周囲からの熱の流入を遮り、ガス圧で押しつぶされるのを
防いでいる（～黒点周囲のガス圧＝黒点のガス圧＋磁気圧）。
黒点がなぜできるのかは分かっていない。太陽内部のガスの流れと
太陽磁場との相互作用で磁場が強められ、密度が低くなった磁力管が
浮力を受けて浮上、その断面が黒点となるのではと考えられている。
Q. 日食はいつ見られるのか？
A. 地球全体で見れば年２回平均で地球上のどこかで日食は起こっている。
日食は太陽～月～地球が一直線に並ぶことで起こる。
平面で見ればこれは新月のときの配置で、毎月起こることになるが
実際は太陽の通り道＝黄道と、月の通り道＝白道が５度ほど傾いていて
空間的には一直線になっておらず日食とはならない。
ここで太陽が黄道と白道との交点を通りもとに戻るのに346日（１食年）
この交点付近に太陽がいるときに月が通れば日食となり、
そして交点は２箇所あるので、ほぼ年２回日食があるということになる。
○近年～川口で見られる日食（国立天文台 歴計算室から）
2019年12月26日 金環日食 川口では、最大食分39％の部分日食
2020年06月21日 金環日食 川口では、最大食分47％の部分日食
2030年06月01日 金環日食 川口では、最大食分80％の部分日食
2032年11月03日 部分日食 川口では、最大食分40％の部分日食
2035年09月02日 皆既日食 川口では、最大食分99.8％の部分日食
2041年10月25日 金環日食 川口では、最大食分92％の部分日食
2042年04月20日 皆既日食 川口では、最大食分87％の部分日食
惑星
Q. 火星や土星、惑星の名前はどうしてつけたのか？
A. 古代、西洋では星の世界は天上界＝神々の住む世界と考えられていた。
そして星星の中を（一見自由に）動き回る明るい星の存在に気づき
それを神としてギリシャ・ローマ神話に登場する神々の名をつけた。
太陽に一番近く足の早い水星に伝令の神マーキュリー、美しい金星に
美の女神ヴィーナス、赤い火星に戦の神マース、深夜でも明るく光る
木星に神々の王ジュピター、黄みがかった光の土星には農耕の神
サターンなどとした。
一方の日本での命名は中国の五行説が元になっている。
五行説とは、この世界を形作るのは火、水、土、木、金の5要素だと考え、
それぞれの組み合わせで世界ができているとするもの。
この5要素を当時知られていた５つの惑星に当てはめていったもので、
西洋と同じように足の早い水星を水の要素とし、赤い火星は火の要素、
輝く金星を金の要素、残りの木星を木の要素というふうに決めていった。
Q. 土星の環は何でできている？
A. リングはチリなどが混じった無数の小さな氷の粒子でできている。
粒子の大きさは最大数センチからメートルサイズ、
小さなものは ミクロン単位のダストとなっている。
成分はまだはっきりとはわからないが、その成因から考えれば
彗星などと同じような物質で構成されていると考えられる。
リングの幅は約7万キロと地球が6個分並ぶほど広いが、
厚みは非常に薄く10m～10キロほどしかない。
地上から見た土星リングは大きく２つ、外側からAリング、Bリングに
分かれて見えるが、接近してみるとレコード盤の溝のような多数の
細いリングの集合体となっている。
成因は衛星になれなかった残り、衝突で破壊された衛星のカケラ
彗星起源などと諸説あるがまだ定説はない。
Q. どうしていろいろな惑星があるのか？
A. 太陽系の惑星は大きく3つに分類できる。
地球のような岩石でできた岩石惑星、
木星のようなガスに覆われた巨大ガス惑星、
天王星のような氷で覆われた巨大氷惑星である。
その分布は太陽に近い順から岩石惑星、ガス惑星、氷惑星となる。
太陽系はガスとチリでできた原始太陽系星雲から生まれたが、
太陽に近い場所はその熱でガスや氷などの揮発成分が失われ、
遠い外側ほどガスや氷が残されることになる。
この太陽からの距離の違いによる惑星の材料の違いが
いろいろなタイプの惑星を作ったもととなった。
また惑星の大きさの違いも、
太陽に近い領域では、太陽の引力に邪魔され大きくなれなかったり
遠い場所では邪魔されずどんどんと大きく成長できたり
そこにある氷まで惑星の材料にすることができたりと
太陽からの距離に関連して成長の様子が異なった考えられている。
月
Q. 表側しか見せない月、回っていないのか？
A. 月も自転している。それでも裏側が見えないのは
自転周期と公転周期が一致しているからで、
もし自転していないとすれば地球の周りを回るとき
一度は必ず裏側を見せることになる。
ではナゼ月の自転日数と公転日数が同じとなったのか？
原始地球と巨大天体との衝突によりできた月は
～ジャイアント・インパクト説によれば～
当初は地球のすぐ近くにあり、今よりはるかに早い速度で
回転（公転も）していたはずである。
ここに地球の引力による潮汐摩擦が働いてブレーキがかかり
徐々に回転が遅くなり、現在の自転と公転が一致するという
安定した状態となったと考えられる。
（回転が一致していない場合、絶えず月は変形を受けそこで
全体の運動エネルギーを失うことになる。）
月の表側（地球に向いた側）と裏側を比較すると
表側の地殻は薄く裏側は厚い。そのため月の重心位置は、
形状の中心から外れ（1.9km）地球側に少し寄っている。
これも自転公転一致の状態を安定させる働きをしている。
Q. 月はどうしてデコボコなのか？
A. 月ができたのは今から45億年前と考えられている。
できた当初は全体が溶けてしまっていたため
隕石（膨大な数があった）が落ちてもクレーターはできなかったが
その後1億年程かけ冷えて固まり地殻が形成される頃には
多くのクレーターが残されることになる。
更に40億年前、後期重爆撃時代と呼ばれる隕石の大襲来があり
月ばかりでなく地球や他の惑星にもたくさんの隕石が落下、
クレーターを残した。これは数千万年～数億年続いたという。
この重爆撃がナゼ起こったのかは定説がない。
だが近年の研究で、この重爆撃天体と小惑星帯の小惑星の
サイズ分布がよく一致するということから
重爆撃天体は小惑星だったという考えが有力となっている。
地球と異なり、月に多くのクレーターが残ったのは
大気がなくまた地殻変動もないことによる。
Q. 月食はいつ見られるのか？
A. 月食は太陽～地球～月が、空間的に一直線に並ぶときにおこる。
地球全体で見れば、月食は年2回平均で地球上のどこかで起こるが、
その配置により全く見られないという年も出てくる。
太陽が月の通り道＝白道と黄道の交点付近にいるときに
ちょうど満月にならない場合は月食とはならない。
日食と異なるのは、地球上どの場所から見たときでも
月食の起こる時間は同じで、そのとき夜となっていれば
月の見える位置は変わっても同じ月食の様子が見られる。
○近年～川口で見られる月食（国立天文台歴計算室から）
2021年05月26日 皆既月食
2021年11月19日 部分月食 最大食分98％ 欠けたまま沈む
2022年11月08日 皆既月食 観測条件が良い
2023年10月29日 部分月食 最大食分13％ 早朝の月食
2025年09月08日 皆既月食 未明の月食
2026年03月03日 皆既月食 観測条件が良い
2028年07月07日 部分月食 最大食分40％ 未明の月食
2029年01月01日 皆既月食 真夜中の月食、条件は良い
2029年12月21日 皆既月食 早朝の月食、部分月食しか見えない
2030年06月16日 部分月食 最大食分51％ 未明の月食
2032年04月26日 皆既月食 真夜中の月食、条件は良い
2032年10月19日 皆既月食 未明の月食
2033年04月15日 皆既月食 夜明け前の月食
2033年10月08日 皆既月食 観測条件が良い
2036年02月12日 皆既月食 早朝の月食、部分日食しか見えない
2037年01月31日 皆既月食 真夜中の月食、条件は良い
2039年06月07日 部分月食 最大食分89％ 未明の月食
2039年12月01日 部分月食 最大食分95％ 真夜中の月食
2040年05月26日 皆既月食 観測条件が良い
2040年11月19日 皆既月食 未明の月食
2043年03月25日 皆既月食 夜半の月食、観測条件が良い
小天体
Q. 流れ星の速さは時速何キロ？
A. 流れ星には、グループに属する流星群と、そこから派生した散在流星とがある。
流星群は太陽に近づく彗星などが軌道上に残したかけらなので、
一定の速さで太陽の周りを回っている。
それが地球軌道と交差するところで引き寄せられ、地球に落ちてくる。
地球は秒速30kmの速さで公転しているが、
このとき地球の進行方向の正面からぶつかってくる場合、
進行方向後ろ側からぶつかってくる場合、
この違いだけで流れ星の速度には秒速30kmの差ができる。
そして、この流れ星のもとなるかけら自体も一定の速度（秒速数十キロ～）で
公転しているため、2つが合わさり、流れ星は秒速20～70kmという速度で
地球大気に飛び込んでくることになる。
レオニズとして知られるしし座流星群の速さは最高速の秒速70km、時速2５万キロほどである。
Q. この石は隕石？
A. 隕石は大まかに言って２種類ある。
石でできたもの、鉄でできたものがあり、後者は隕鉄ともいう。
昔落ちたような隕石は表面が風化していて、隕石かどうか、中を割ってみないとわからない。
ただ、隕石は落ちてくるとき高熱にさらされるので、表面が少し溶けたようになるなどの
隕石らしい顔つきは持っている。
また、隕鉄の場合も、ふつう鉄の塊というのはできにくいので表面が溶けたような痕があったら、
隕鉄の可能性はある。 科学館などに持って行って相談するとか
または隕石を専門とする機関、鉱物販売業者などに鑑定してもらうのがいい。
国立極地研究所には隕石を専門とする研究者もいる。身近では国立科学博物館などもある。
Q. 小惑星の名前のつけかたは？
A. 新しく発見された小惑星には仮の名前、仮符号が付与される。
仮符号は発見年と発見月、発見順の組み合わせ。たとえば2019ＡＡというようになる。
発見月は1月から半月ごとに区切り1月上旬はＡ、下旬はＢ、2月上旬はＣ・・・と割り振る。
発見順も同じ、こちらは半月ごとの期間内での1番目Ａ，2番目Ｂというように割り振っていく。
（なお、Ｉは数字の１と紛らわしいので使わない）
多くの観測で軌道が確定すると、ハヤブサの探査で知られるITOKAWAとかRYUGUのような
名前をつけることができる。この場合の命名権者は小惑星の発見者やその軌道計算者に与えられ、
その名前もいくつかの決まりはあるものの、原則は自由につけることができる。
