Jupiter Conference 2008/11/29-30 木星会議

【第32回・木星(観測者)会議の報告】 


2008年11月29日(土)・30日(日)
於:仙台市天文台            
主催:月惑星研究会          
共催:仙台市天文台          
世話人:小石川 正弘         
記録:安達 誠              
 
 

【11月29日(土)・・・・・・・・・・第1日目】

【開会式】挨拶

月惑星研究会代表 関西支部支部長  安達 誠


仙台市天文台台長 台長 土佐 誠


 

【記念講演】

テーマ 「天体の磁場 −磁場の起源:ダイナモ理論」
 講師 土佐 誠 仙台天文台長

 天体に磁場と回転はつきものである。「地球・惑星」、「太陽・恒星」、「コンパクト星(白色矮星・中性子星・ブラックホール)」、「星間雲・分子雲」、そして「銀河系・銀河」、これらは皆、磁場をもっている。
 銀河磁場(星間磁場)が星や惑星の磁場の「種」である。惑星が形成される際には、ガス雲の重力収縮があり、その際に星間磁場を取り込む。太陽や星が形成される際には、ガス雲の磁場を取り込む。原始惑星系では、原始太陽系磁場を取り込む。収縮すると角運動量保存の法則で回転は加速し、磁場は磁束保存の法則で、一時的に増大する。天体の磁場の「種」である銀河磁場の起源は、自発的に磁場が増幅される機構をもつ、ダイナモ理論で説明できる。

 磁場の働きとして、太陽の場合、「黒点の形成」、「太陽風」、「フレアー」がある。エネルギーの蓄積と開放が磁場の短期的な効果である。長期的には、角運動量が外へ輸送され内部運動にブレーキをかける。地球の場合は、太陽風が地球の磁場とぶつかると磁気圏が形成される。地球磁場が変動すると磁気嵐が起きたり、オーロラが見える。地球磁場は宇宙線に対してはバリアーとなっている。
 木星の磁場は、木星からの強い電波により発見された。木星の電波は、磁場のまわりを高速に回転する電子によるシンクロトロン放射によるものである。木星の衛星、イオの活火山は酸素や硫黄のイオン(電気を帯びた粒子)を吹き出し、木星の磁気圏を満たしている。イオンは磁力線に乗って木星の北極や南極に集まり、太陽風と衝突してオーロラが発生する。一方、木星の磁気圏全体は太陽風に押され、太陽と反対の方向へ「しっぽ」のように伸びている。イオンの多くは「しっぽ」に沿って移動し、徐々に流出するとされている。木星のオーロラのエネルギーは、地球のオーロラの1000倍も強く、その生成メカニズムの詳細を明らかにすることは、研究者の課題の一つとなっている。
 土星の南極付近のオーロラは、HSTや探査機カッシニにより紫外線で捉えられた。木星や土星の磁場は、内部構造、即ち液体水素、金属水素の存在が関係している。

 銀河の磁場(星間磁場)は、1948年、W・ヒルトナーにより星の偏光として発見された。星間の棒状ダストが磁場により整列し、偏光フィルターのように偏光をさせたり、赤化させる。その他には、非熱的電波現の偏光面の回転(ファラデー回転*1)、比熱的電波放射(シンクロトロン放射)、ゼーマン効果*2などによっても星間磁場が観測されている。
 銀河の磁場は、腕ごとに磁場の向きが反転するBSS渦巻き磁場モデルによって説明できる。M51の6.2cm波長の電波観測で、渦状の腕に沿った磁力線構造が明らかになっている。銀河磁場の圧力は、星間ガスとつりあって星間雲の運動や巨大分子雲の形成に関わっている。銀河磁場の起源は、磁力線を巻き込んだものである。そして、乱流拡散により減衰する。そのため、増幅機構が必要であり、それが銀河ダイナモである。ダイナモ理論には、精緻化のための課題も多い。

注:*1 電離した星間ガスが磁場を持つと、直線偏波している電磁波が伝播するときに、偏波面が回転する現象をファラデー回転という。
*2 原子・分子がエネルギー準位間の遷移輝線・吸収線を形成する時に、磁場により、
複数の成分に分裂する減少をゼーマン効果という。









 
 

【自己紹介】(23名)

 北は北海道旭川から南は四国高松まで23名の木星観測者が集まった。小石川さんから始まる。仙台では4回目の開催となる。1974年が第1回の開催となった。



 

【木星の近況報告】

 

(1)今回のトピックス

    mid-SEB outbreak
    EZの明化
    LRSとGRSの衝突
    GRSのHollow
    NEBの北縁
    NEBのリフト
    NTBの拡幅と赤化     
1年間の木星イベントのカレンダー紹介
  南半球に面白い現象が集中して起こっている。






(2) LRS(小赤斑)とGRS(大赤斑)の会合

<初期>
 2=180° 240°に発生した。
 リング状構造をしていた。高気圧性の循環を持つ左回りの渦。
 メタンバンドでは白く写ることから高高度の現象だと分かった。
 赤い色をしており、2つの性質は同じような性質になっていた。

@ 起源
 昨年は南熱帯攪乱があった。
 1930年代に過去には見られたことがある。
 LRS1はSTrD−1に対応しているだろう。
 LRS2はSTrD−2に対応しているだろう。 
 事件の発端は、合の間だったため、詳細は不明のままになるだろう。同じかどうかの判断材料は、ドリフトチャート上でSTrDが2箇所に対してLRS が2箇所であること。さらに自転周期が同じなので、そう考えた。しかし、Rogersはこれはdislocationだと言っており、真偽 のほどは微妙である。
 南熱帯攪乱との関連は最終的にはわからないままになるだろう
A LRS1は7月になりGRSに衝突する位置に来た。
 さまざまな予想を立てた(6つ)。
<結果>
 −0.3°/day (2系)で動いていた。7月2日には引き伸ばされた。さらに、前方に出て一部は巻き込まれ、一部は前進した。これらのうち、巻き 込まれたと思われる部分は、詳細の分かるデータが無く、はっきりしない。引き伸ばされてLRSはつぶされたという考えもあるだろう。
B LRSのGRS通過時の加速この位置での通過の速さは、非常に速い動きを過去にもしている。GRSの渦の影響である。
C まとめ
 狭いチャネルを通過した。過去の南熱帯攪乱の通過とよく似ていた。東西に引き伸ばされ形状が崩れた。LRSの上空のフードの影響は余り無か  ったらしく、メタンバンドでは白く写っていた。LRS通過後はGRSの南に濃いアーチが形成された。BAには変化は見られなかった。予想のCに最  も近かったと思われる。







(3) mid-SEB outbreakについて

これまで観測された過去の観測の紹介を行った。
@ 今回の現象(永長さんが発見)
 ・2005年以来3年ぶりの発生だった。
  2007年のSEB攪乱後では初めての観測
 ・ GRSの前方での観測例は少ない。
 ・ 2つの現象が連続して発生したのは1985年以来のことだった。
 ・ 伊賀さんの作った展開図と動画を紹介。GRSの後方のものはGRSの後方攪乱と一緒になって分かりにくくなった。
A 発達の経過
 ・ GRS前方のものはだんだん前方にリフト状に伸びていった。
  後方のものははっきりしなくなった。
 ・ 10月に220度に出たものは名残りで、すぐに終わった。
B 過去の例から
 SEBの攪乱の次の年には注意が必要だ。ふたたび起こる可能性がある。
 SEBのベルトは平常に戻ってきた。
 SEBsが波打った状態になったことがあり、似たような状態になっている。現在の暗斑はジェットストリームの動きに乗るかどうかを見極めたい。








(4) NEBリフトの活動

@ NEBの白雲活動
 ・mid-SEB outbreakとよく似ており、これのNEB版。しかし、ちがった部分もある。
 ・伊賀さんがよく研究している。伊賀さんのまとめの紹介。
 ・ 発達パターンは中央の白斑が東西に傾いて東西に広がることを発見された。第25回の木星会議の発表内容を引用して、説明された。今回は4つのリフトを調べてみたが。今回もおおむね同じ傾向になった。
 ・ 今回は、リフト活動の始まるまでに小さな白斑が先行して見られた。
 ・ 今回のリフトはいずれも大赤斑の北側になる。偶然かどうか分からないが、面白い現象だ。他の年ではどうだろう?
 ・安達がマカリを使って調べると色調はSEBの白斑と同じ性質に見える。









(5) SSTBの高気圧性の白斑

 ・大赤斑と永続白斑とSSTBの白斑が会合するときにマージすることが多いと伊賀さんが気づいている。過去にマージは何回も記録されている。
 ・ それぞれは長命で10年くらい続いているものが多い。
 ・ A6と7の間に淡いがもう一つある。



(6) STZの目玉暗斑

 ・ 2008年2月に形成された。
 ・ 高気圧的循環を持つ渦か?
 ・ 暗斑の後方にあった明部が8月にぶつかって消えてしまった。その様子から、高気圧的ではないかと考えている(堀川)。



(7) SEBの南縁にある青黒い暗斑

 ・ 次第に長くなり、南に盛り上がってきている。
 ・ 現在は200°位に位置している。(11月末ごろ)



(8) EZ明化

 ・ 7月で比べると、1年前と比べるとずいぶん明るくなったが、だんだん青くなる傾向にある。



(9) SEDの活動

 ・ EZ南部の攪乱領域で、大赤斑の前方に目立ったものが5・6月に見られた。



(10)NEB北縁の退行

 ・+20度の位置が+16度になった。2003年以来の現象だが3〜4年間隔になるという今までの様子を見るとやや遅い。
 ・ NTrZの白斑は1997年から観測記録がある。NEBnのバージの壊し屋さんのような存在。






(11)NTBの拡幅と赤化

 ・2007年のNTBのoutbreakの余波と考えられる。



 

【天文台の見学】

 小石川さんの案内で、天文台を見せていただきました。1.3mの望遠鏡では木星とM15を観望しました。木星はもう、ドームのレールにかかっていて気流も悪く、縞模様があることがかろうじて分かる程度でした。M15はさすがでした。みんなつぶつぶでまるで、写真集の球状星団を見ているようで、これが生で見られているのかと思いました。
 一般公開のときには、別の屋上にいろいろな望遠鏡が並べてあり、それで観望するそうです。一番大きいものが40cmの反射でした。大きなものばかりずらりと並び、参加者はみんな「ぜいたく!」と言い合っていました。『仙台の人がうらやましかった。』です。記念写真は1.3mの望遠鏡の下で撮りました。











 

【懇親会】

 天文台から車で10分くらいの秋保温泉の「ホテルニュー水戸屋」で行いました。会席膳を囲んでの和やかな懇親会でした。山形で行った会議のとき以来の会席膳での懇親会はすばらしかったです。安達が酔っ払って、大変でした。






【11月30日(日)・・・・・・・・・・第2日目】

【研究発表】


 今回の会議では、4つのテーマで発表が行われた。

(1) 新仙台天文台と惑星観測(小石川)

 PFI法を活用して、市と民間が協力して施設づくりを行った。特長としては、30年間にも亘る長期の運営を民間にお願いしている。そのメリットとしては、特殊機材のメンテナンスや機器更新も契約の中に含まれているので、機器の性能維持が容易となった。一長一短ある手法だが、天文台にとってみれば良い方法であったと考えている。
 望遠鏡架台形式に経緯台を採用したおかげでナスミス焦点を使えるようになった。しかし、観望用ナスミス焦点の光路を平行光線で延長しているので、結像させても球面収差が多少目立ち、詳しい惑星観測には実際のところ使えない。カセグレイン焦点で覗けるようになったら、惑星観測に活用していきたい。現在は、微光天体用の冷却CCDカメラがついているため使えない。










(2) 木星の帯状流を測る・その1(堀川)

 これまでアマチュアは、各緯度帯を代表的する風の強さ(カレント)を求めることを行い、100年以上に渡ってデータを積み重ねてきた。一方、ボイジャーに代表される探査機の結果では、木星面は東西方向のジェットストリームが卓越して、模様の運動を支配しており、両者の結果には大きな乖離が見られる。
 ここでは、Limaye(1986)の手法に習って、画像同士の相関を調べる方法で、アマチュア画像から木星のジェットストリームの風速パターンを求めた。画像の比較範囲を広くするため、複数の画像をつないだ観測日時が2日異なる2組の展開図を作成し(グレースケール、東西方向のみ周辺減光を補正)、経度方向に両展開図の差分の二乗和が最小になる変移量を調べ、風速を求めた。これを緯度方向に5ピクセル間隔で行い、南北60°の範囲で風速のパターンを得た。
 低緯度では、ボイジャーの結果とよく一致し、SEB/NEB内部の大きな速度勾配もうまく再現できたが、模様のほとんどないゾーンでは正しい結果が得られず、コントラストの低い高緯度地方はむしろアマチュアに近い結果となった。
 今後の課題として、(1)多数の展開図の組み合わせで処理を行って精度を向上させる、
(2)南北方向に周辺減光の補正を行い、高緯度地方のコントラストを向上させる、
(3)展開図作成方法の改善(カラー化、ピクセルの変換ロジックの改善など)が、あげられる。


















(3) シーイングによる惑星像の歪み方の変化(三品)

 池村さん作成の惑星画像処理プログラムは、惑星像のサイズ、即ち、赤道方向のピクセル数と極方向のピクセル数をフレームごとに記録できる。このデータから、赤道方向のピクセル数の分布と極方向の分布を調べた。シーングが良いときは、平均値に鋭く集中する分布になり、シーングが悪いときは、広がった分布になっている。さらに、ほぼ、正規分布になっている。
 正規分布として、標準偏差を計算すると、シーングが良いときは標準偏差が、視直径の1%以下になっている。


















(4) 木星スケッチデジタル化計画のその後(田部)

 デジタル化を進めていっているが、その中にはお宝スケッチがたくさん出てきた。今日は、その中のいくつかを紹介する。もともとスケッチが散逸しないように始めたことだが、スキャンが終了した時点で困った問題が出てきた。スケッチの原版が段ボール箱に10箱ぐらいあるが、どこに保管しようかと困っている。捨てるわけにもいかず困っている。最後はディスクに保管して配りたいと思っている。
<研究発表後の討論>
 残った生スケッチは仙台天文台に保管していただくことになった。
 これから出てきた分は、フォーマット形式を公表し、デジタル情報として田部さんに送るようにしたい。









 

【全体会 パネルディスカッション】

 テーマ「これからの惑星観測」
   コーディネーター   安達 
   パネラー       堀川 ・・・・ 東亜天文学会の課長として望むこと
                田部 ・・・・ 物理面でできること
                熊森 ・・・・ 機器の面で考えられること
                柚木 ・・・・ 撮像する側でできること
 時代は大きく変わり、これからの惑星観測の方向性を見出そうと計画しました。

◎ 堀川さんから
 東亜天文学会の課長で毎月報告を書き、天文ガイドにも原稿を書いているので、観測もしているがまとめをする時間が大変だ。今はたくさんの画像が集まってきており、まとめることも楽しい。スケッチは国内では3人だけとなっているのが現状だ。最近は、大学生と例会で会うことがあるが、意外にスケッチをしたいという人が多いようだ。
◎ 田部さんから
 プロがアマチュアと連携するという方向での活動の仕方がありそうだ。海外ではこういったことの行われているものもあるが、日本国内では見当たらない。海外の人との連携を考えるのも一つの方法だ。また、月惑星研究会で論文を出すということもありじゃないか。
◎ 熊森さんから
 銀塩からデジタルに移行し、カメラなどはここ数年の間に大きく変化してきた、現在は動画から情報を取り出すのが最も適当だと思われる。デジタルカメラはカメラ内で画像の処理をされたものが信号として出てくるので、観測用には不適当で、生の画像が取れるものが望ましい。
◎ 柚木さんから
 昔の仕事の経験から、フィルターを使うと、見えないものが見えてくる。人の見えていないものを見たい、きれいな木星を見たい。そういった楽しみから活動をしている。フィルターの観測は普段とちがったものが記録できて面白い。

 
 以上のような内容を語られました。安達が会議後に思い出しながら書いていますから、細部にはちがっている部分があるかも知れませんがお許しください。こういった話の合間や最後に、会場からも声が出ました。
 参加者の中で相模原市の斉藤さん親子が来ておられましたが、息子さんが大学天文連盟で惑星班に参
加されていますから、その立場で若い人がどうなのかを伺いました。
 ・ 大学は3年間で活動が事実上終わる。そのため積み上げが難しい。
 ・ パソコンを使えるようになったころに卒業になる。
 ・ 画像を撮っても観測という気分には、なれない。
 ・ スケッチ観測をしたい人が多い。
 ・ 機材購入など資金が無く、月惑星研究会と同じ歩調には、なれない。
 昔も今も大学生は同じだということが分かりました。ところが木星の研究活動は昔とは格段にちがっており、学生との間にあるギャップがますます大きくなっていることが確認されました。
 田部さんからは、プロの間ではアマチュアの観測研究のレベルが昔とちがって格段に進歩していることを知らない人がほとんどじゃないかという話もされました。私たちは形態学というか博物学というかそういったものを研究しているが、楽しくできればそれでいいじゃないかということも出てきました。会場からは仙台市の比嘉さんが、流星研究会ではプロと共同で研究活動を行っているという紹介がありました。また、安達からは火星では和歌山大学の先生(中串さんと)共同の論文作成を行っているということを報告し、これからは、アマチュアだけでなくこういった専門家との交流も視野に入れながら進めていきたいと言う方向で話を締めくくりました。








 

【次回の木星会議】

 次回は、月惑星研究会が創立50周年を迎える記念すべき年になります。9月5日が発足の日なのですが、来年は9月5日が土日になるので、会場が取れればここで行いたいという希望になりました。
会場は東京に決まりました
 また、せっかくの50周年ですからロジャースを招待できないかという話を安達が出しました。日にちが決定できれば、連絡を取らなければならないでしょう。

最後に、参加者は新しい仙台天文台のプラネタリウムを見たり、小石川邸を見学にいったりしながら、めいめい会場を後にしました。今回のお世話いただきました小石川さんに感謝いたします。



【プログラム】

                                    2008年11月29日(土)・30日(日)
                                    於:仙台市天文台
                                    主催:月惑星研究会
                                    共催:仙台市天文台


第1日目 (11月29日 土曜日)
  10時00分 受付
  13時00分 開会・・・・・・・・・・・・司会 小石川 正弘
挨拶・・・・・・・・・・・・月惑星研究会関西支部 安達 誠
            仙台市天文台台長 土佐 誠
事務連絡・・・・・・・・小石川 正弘
  13時20分 記念講演
 仙台市天文台台長 土佐 誠
     「天体の磁場」
  14時20分 休憩  
  14時35分 参加者自己紹介
  15時00分 今年の木星のまとめ
 進行 : 堀川 邦明

17時00分 1.3m大型望遠鏡見学 及び 記念写真
  18時30分 夕食(研修室)アルコールなし
  20時00分 宿所に移動 : ホテルニュー水戸屋様送迎バス
  19時00分 懇親会
       
第2日目 (11月30日 日曜日)
  0840分 ホテルから出発
  09時00分 事務連絡他
  09時10分 研究発表
 小石川 正弘・・・・・「新仙台市天文台と惑星観測
 堀  川 邦明・・・・・「木星の帯状流を測る・その1
 三  品 利郎・・・・・「シーイングによる惑星像の歪み方の変化
 田  部 一志・・・・・「木星スケッチデジタル化計画のその後
  10時40分

全体会 「これからの惑星観測」
 進行 : 安達 誠

  11時50分 事務連絡
次回開催地について
  12時20分 昼食
  12時00分 解散(仙台駅まで送迎バスあり 出発 : 13時30分頃)


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