おすすめの流星群と星の一生

ソラジオトークfrom OKAYAMAへようこそ 美星天文台　前野です。

放送回の振り返りとして、流星群と呼ばれるものは年間で112個あり、その中でも私のおすすめの流星群は、8月の「ペルセウス座流星群」と12月の「ふたご座流星群」です。

どちらも十分暗くなったころに見え始め、夜空が暗い場所では1時間に数十個の流れ星が期待できるためです。

さて、夜空には様々な天体があります。

今の時期（２月頃）の一番星は木星で、日没後に空の高い位置で明るく輝いています。

南東の空には冬の大三角の星があります。

オリオン座のベテルギウス、おおいぬ座のシリウス、そして、こいぬ座のプロキオンの3つで正三角形を作ります。

シリウスは星座の星でもっとも明るく、白く輝いています。

ベテルギウスはオレンジ色をした星です。とても寒い時期ですが、空気が澄んだ日が多く、また、明るい一等星も多いため、夜空はとても賑やかです。

さて、今回は星の一生について、お話をします。

星といって思い浮かべるのはどんなものでしょうか？

金星や木星は都会でも見える明るい星で、太陽の周りを回る惑星です。

望遠鏡を使うと、形や表面の模様を観察でき、美星天文台の夜間公開でも、輪っかのある土星や縞模様が見える木星は人気が高い天体です。

惑星は自分で光っているわけではなく、太陽の光を反射しています。

このような惑星は岩石やガスが集まっただけのものです。

このため、惑星には寿命はありません。

一方、星座を形作る星は、全て太陽のように自ら光を発する、恒星です。

ここからは、恒星（こうせい）のことを単に、星と言うことにします。

星が光輝く主なエネルギーの源は、星の内部で起きている水素の核融合反応です。

太陽を始めとする星は、そのほとんどが水素でできていて、その水素を燃料にしています。

このため、燃料となる水素がなくなってくると、星として寿命を迎えることになります。

ただ、星の重さによって、燃料の消費の仕方が異なります。

重たい星ほど燃料の消費が激しく、明るく光る反面、寿命は短くなります。

短いと言っても、数百万年、数千万年ですので、私たち人間からすると気が遠くなるような長さです。

逆に、軽い星は燃料をそれほど消費せず、そこそこの明るさで、寿命は長くなります。

寿命は数億年や数十億年、百億年にもなり、宇宙における時間の長さを感じられそうです。

私たちの太陽は比較的軽い星です。

太陽は、宇宙の中ではごくありふれた存在です。

寿命は100億歳程度と考えられています。

現在、46億歳の太陽はあと50億年ほど輝き続けるはずですので、何も心配はいらないですね。

ここからは、太陽のような、軽い星の最期について、お話します。

星は丸い形をしています。

これは星の内部で起きる核融合反応のエネルギーで外側に向かう放射の圧力と、中心に向かって働く重力が釣り合っているためです。

（天体が大きくなる、つまり重たくなると、すべての物質がもつ引き合う力も大きくなり、複雑な形を保つことが難しくなるため、星は丸いのです。）

ただし、 太陽や地球よりもさらに小さく、重力の弱い小惑星は、丸くはなくじゃがいものようないびつな形をしたものもあるのです。

寿命が近づいた星はこのバランスが崩れて、だんだんと大きく膨張していきます。

このとき、表面の温度が下がることによって、星の色も赤くなっていきます。

赤い色をした大きな星、という意味で、赤色巨星と呼ばれます。

（ちなみに星の表面温度の高い順に青色→白色→黄色→赤色となります。）

誕生日の星座の一つ、おうし座には、一等星アルデバランがありますが、この星が今、まさにこの赤色巨星の状態です。

太陽の数十倍の大きさにもなっています。

望遠鏡で見ると、さぞ大きく見えるだろう、と思われるかもしれませんが、残念ながら遠くにあるため、望遠鏡で拡大しても点にしか見えないのです。

（距離でいうと、地球からはおよそ67光年離れています。）

宇宙のスケールの大きさを実感します。

赤色巨星はその後、宇宙空間にガスを放出していきます。

遠くから望遠鏡で観察すると、雲が球形に広がっているように見えるため、（惑星のような丸や輪をもつような形にみえるため）惑星状星雲と呼ばれます。

そして、白く小さな星だけが残り、これは白色矮星（はくしょくわいせい）と呼ばれます。

次に、大きな重い星の最期について、お話します。

オリオン座のベテルギウスなどが代表的な天体です。

重い星も、軽い星と同様、寿命が近づくとだんだんと大きく膨張していき、表面の温度が下がることによって、赤くなっていきます。

ベテルギウスは太陽の直径の700倍程度もある、赤色超巨星（せきしょくちょうきょせい）とも呼ばれる天体です。

そして、このような星は最期に大爆発を起こします。

超新星爆発（ちょうしんせいばくはつ）です。

そのエネルギーは凄まじく、非常に明るく輝きます。

仮にベテルギウスが超新星爆発を起こすと、満月並みの明るさになると言われています。

街の中でも、また、昼間の青空の中でも星が光って見える、ということになります。

その後は次第に暗くなっていき、ついには肉眼では見えなくなります。

このため、いずれはオリオン座の形も変わってしまうのです。

そんな気になるベテルギウスの爆発ですが、いつ最期を迎えるかは正確には分かっていません。

今日かもしれませんし、明日。もしくは、数千年後や数万年後の可能性もあります。

ただ、宇宙の長い長い時間の中では、あとわずか、とも表現できそうです。

超新星爆発のときには、大量のガスやチリが宇宙空間にばらまかれます。

中心には小さく密度の非常に高い星、中性子星（ちゅうせいしせい）や、ブラックホールができます。

ここまで、星の一生について、説明してきました。

やはり宇宙はスケールの大きな場所です。

ところで、星が最期を迎えると、それでお終いなのでしょうか。

実はそうではなく、星は最期を迎えて宇宙空間にガスやチリを放出しますが、またそのようなガスやチリが集まって、新たな星の材料になることがあります。

そして、星の内部や星の爆発のときには様々な元素が創られます。

私たちの体を作る炭素や窒素、酸素、身の回りにある鉄や銅、金などは全て星が創ったものです。

最近の研究では、金などの金属は、非常に密度の高い中性子星同士が合体するときの一瞬の爆発によって生まれたとも考えられています。

これらが、長い年月と広い宇宙空間の中で再び集まり、星が誕生するときに星の中に取り込まれていきます。

私たちの太陽や地球も、そのようにして、およそ46億年前にガスやチリの中から誕生する際、水素を中心に、炭素や酸素、様々な金属などの元素が交じり合ってできたのです。

このようにして考えると、星の最期は　“新たな星”　が生まれるきっかになり、私たちは星から生まれた、“星の子” とも呼ばれる存在とも言えます。

肉眼では、星は小さな点で光っているだけにしか見えませんが、望遠鏡を使うと、星が最期を迎えている惑星状星雲や新たに星が生まれている、オリオン大星雲などを観察できます。

星にも一生があり、そして、私たち生命や地球も宇宙にある様々な星のおかげでできたことを考えながら、星空を眺め、望遠鏡を覗くと、きっとこれまでと違う見方ができるかもしれません。

以上解説は、美星天文台　前野でした。

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8月のお盆頃に見られる流星群は？

そもそも「流星・流れ星」の正体を知っていますか？

流星の正体は、宇宙を漂っているとても小さな塵（ちり）が、地球の大気圏に突入し、大気と反応して光っている現象です。

どんな反応？

塵（ちり）すごい速さで大気とぶつかり、ぶつかった所の大気に逃げ場がなくなり、圧縮されて高温高圧になります。これを断熱圧縮といいます。

高温高圧となった大気の熱の影響で、塵（ちり）が溶けて蒸発します。このとき、大気中の原子や分子と反応して、光を放っているのです。

※大気との摩擦で光っているという説明がありますが、これはよくある間違いなので、天文宇宙検定で回答するときは注意してくださいね。

塵（ちり）の大きさは、0.1mm（ミリメートル）から数mm程度のものが多く、砂粒ぐらいの大きさです。

流星群とはどういった現象なのでしょうか？

流星群は「彗星（ほうきぼし）」と密接な関係があります。彗星が流星群のもとになっているからです。

彗星はそれぞれ固有の軌道を描きながら太陽を公転しています。彗星の本体は、水や二酸化炭素などの氷に塵（ちり）が混ざったもので、太陽に近づくと彗星本体の氷が溶けてガスと塵（ちり）が放出されます。

彗星の活動によって放出された一群の塵（ちり）は、彗星の軌道に沿って帯状に分布しています。

この塵（ちり）の帯は「ダストトレイル（Dust trail）」と呼ばれています。彗星が太陽に近づくたびに塵（ちり）を放出し、その軌道付近に、ダストトレイルを形成してきました。

このダストトレイルと地球の軌道が交差していると、地球がこの交差点に差し掛かったときに大量の塵（ちり）が大気に突入して、流星群が発生します。流星群が毎年同じ時期に現れるのはこのためです。

ダストトレイルの塵（ちり）は交差する地球の大気に同じ方向から突入してきます。それぞれの塵（ちり）の粒はほぼ平行に突入してきますが、その様子を地上から観測すると、空のある一点、すなわち放射点から放射状に流れているようにみえるのです。

この一点の場所が、ペルセウス座にあればペルセウス座流星群、ふたご座にあればふたご座流星群といったうように名前がついていくのです。

ちなみに、現在日本で、「Destniy+(デスティニープラス)」という探査機が計画中です。

流星群の現象が起こるということは、流星群の塵（ちり）の元となった母天体の彗星が存在することになります。「Destniy+(デスティニープラス)」では、ふたご座流星群の母天体である「ファエトン」という小惑星を訪れます。通常、流星群の母天体は彗星なのですが、「ファエトン」は小惑星です。

なぜ小惑星なのに塵（ちり）を出しているのでしょうか？

それを解明するのが「Destniy+(デスティニープラス)」の目的の一つ。

これまでの観測である程度原因が分かってきていて、昔弱い彗星活動があったのではないか？普通の彗星とちょっと違った塵（ちり）の放出の仕方で、例えばファエトンがとても太陽に近づく軌道をしているため、熱の影響で表面がヒビ割れて塵（ちり）を放出しているのではないかなどと考えられています。

いずれにしろ、これらの謎は、「Destniy+(デスティニープラス)」によって解明されるでしょう。

日本スペースガード協会の浦川さんは「Destniy+(デスティニープラス)」の理学チームとして参加されるそうです。探査が今から楽しみです。とのことでした。

以上 解説は、日本スペースガード協会 浦川さんでした。

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2020年12月に小惑星リュウグウのサンプルを持って地球に帰ってきた探査機は？

問題：2020年12月に小惑星リュウグウのサンプルを持って地球に帰ってきた探査機の名前は何か。

正解は、「はやぶさ2」です。

他問題で出てきた探査機の説明です。

「はやぶさ」は、小惑星イトカワを探索しました。

小惑星イトカワは小惑星リュウグウ同様に「地球接近天体」。

NEO=Near-Earth object 地球近傍天体または、地球接近天体。

地球接近天体は、地球に近づく天体であって、時には地球に衝突する脅威となるような天体の仲間ですが、一方で、地球の近くまでやってくるので探査機を送りやすい軌道をしている。

「はやぶさ」は世界で初めて小惑星から表面の物質（サンプル）を地球に持ち帰る技術「サンプルリターン」実証しました。2010年６月に地球に帰還し、搭載カプセルをオーストラリアのウーメラ砂漠へ落下させ、運用を終えました。地球に持ち帰ったサンプルは、分析が行われ、小惑星の形成過程を考える上での新しい知見をもたらしました。「イトカワ」は、S型小惑星と呼ばれる岩石物質、普通コンドライト隕石と同様の物質でできていると考えられていたが証拠はありませんでした。サンプルを解析した結果、確かに、普通コンドライト隕石と同様のものであり、イトカワが岩石物質でできた小惑星であることを確認できました。

「はやぶさ2」では、イトカワと違ったタイプの小惑星を訪れようとしました。選ばれたのは、C型小惑星リュウグウでした。C型小惑星も岩石物質ではありますが、成分として炭素を多く含んだような物質、炭素質コンドライトという隕石と同様の物質でできている小惑星ではないかと考えられていました。ちなみに、地球接近天体の中で、Ｃ型小惑星は非常に少ない。今回解説を行っている　浦川さんは、「はやぶさ2　地上観測サブチーム」に参加されていたそうです。望遠鏡を使って、はやぶさ2が探査できるような軌道をもつ小惑星の中からC型小惑星はあるのかどうかをチームで探し、小惑星リュウグウを見つけることができたそうです。「はやぶさ2」は、2018年６月に小惑星リュウグウへ到着。2019年に２回のタッチダウンによってサンプルを回収し、2020年12月に無事地球にサンプルが入ったカプセルを届けました。「はやぶさ2」はカプセルを届けた後も、燃料が残っているため、次の小惑星探査に向かうことになりました。この計画を「はやぶさ2拡張ミッション」あるいは、「はやぶさ2#(シャープ)」2026年に「小惑星2001 CC21」をフライバイして観測したあと、2031年に「小惑星1998 KY26」に接近して観測を行うことが計画されています。

「ガリレオ」探査機は、NASA（アメリカ航空宇宙局）の木星探査機です。1989年10月に打ち上げられ、木星に到着するまでの道中に小惑星ガスプラやイダを観測しながら、1995年に木星に到着しました。1995年から2003年の間、木星とその衛星などの観測を行いました。1994年7月には、シューメーカー・レビィ第9彗星の木星衝突を観測しました。シューメーカー・レビィ第9彗星とは、1993年に発見された彗星で、軌道を分析した結果、この彗星が1994年7月に木星に衝突することがわかったのです。彗星や小惑星が、惑星に衝突することはあるだろうとは考えられていたが、本当に衝突することが現実になったのです。衝突の後には、地球の大きさ程度の大きな衝突跡が現れました。この出来事をきっかけに「小惑星の地球衝突問題」＝スペースガード もしくは、プラネタリーディフェンスとも呼ばれる活動の重要性が認知されるようになりました。

「カッシーニ」探査機は、NASA（アメリカ航空宇宙局）とESA（欧州宇宙機関）が共同で開発。1997年に打ち上げた土星探査機です。金星や木星によるスイングバイを行って2004年6月に土星周回軌道に投入されました。ちなみに「スイングバイ」とは、惑星などの重力の力を利用した探査機の航法です。2004年12月には、搭載していた小型探査機「ホイヘンス」を切り離し、土星の衛星タイタンの探査を行いました。この「タイタン」という衛星は、1.5気圧程度の大気を持っています。さらに地表には、湖のようなものがあり、地球以外で唯一、安定した液体が確認されています。ただし、ここでいう液体は、地球のような水ではなく、メタンと考えられています。つまり、地球の大気では、水が雲となり雨となって地表に降り注いでいます。タイタンでは、メタンがその役割を担っているのではないかと考えられています。

2030年代は、太陽系大航海時代になるかもしれません。

以上 解説は、日本スペースガード協会 浦川さんでした。

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