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星コラム「地球から300光年までの距離の測り方」

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(C)NASA

天体の距離を測りのにはいくつかの方法があります。

実は天体の距離を決めるのには決まりごとが存在します。

同じモノサシを使わないと、距離の共有ができないからです。

大まかに、測る距離によって物差しが変わります。

今回は地球から300光年までの測り方について紹介します。

星の見かけの方向のずれを利用して測る

太陽に最も近い恒星は、「ケンタウルス座α星」の伴星「ケンタウルス座プロキシマ

星」です。ケンタウルス座プロキシマ星は、地球から約4.22光年の距離にあります。

ちなみに、「光年」は光が1年間に進む距離を表わす単位です。

1光年=約9兆4600億kmに相当します。

ケンタウルス座プロキシマ星は太陽を回る惑星ではないので、「ケプラーの第3法則」

は使えません。また、電波では遠すぎて測れません。

そんな時には星の見え方に注目します。

地球は太陽の周りを公転しています。例えば、春と秋では太陽を中心とした正反対の

位置で、その星を見ていることになります。

星が近いほど、半年間の見えるズレが大きくなり、遠いとズレは小さくなります。

このように、半年間という時間をかけて、太陽を中心に地球の位置を2視点にして、

(人間でいうと右目と左目のような)どれだけの角度のズレがあるのかを測定します。

この半年間のズレた角度の半分を「年周視差」と呼んでいます。

この三角関数を用いて、距離を測ることを「三角測量の原理」と呼びます。

この方法は、天体までの距離を幾何学的に求める方法です。

星までの距離が遠いほど、星の見える方向のズレは小さくなります。そのため、

「年周視差」を測るのが難しくなります。

太陽から最も近いケンタウルス座プロキシマ星でも、年周視差は0.77秒角(約5000分の

1度)しかなく、これは、年周視差によるケンタウルス座プロキシマ星のズレの幅が、

130m離れたところから見る、シャーペンの芯の幅(0.5mm)と同じ程度。。。。。って

人間には見えませんね。

このように、遠い星になればなるほど、ごく小さな角度を測らないといけない、

ということです。年周視差の測定には、非常に制度の高い観測が必要なのです。

年周視差が1秒角(1度の3600分の1度角)になる距離を、天文学では1パーセク(1pc)と

呼び、約3.26光年にあたります。

地上から星を観測すると、地球の大気のゆらぎで、星の位置に誤差が出てしまいます。

1989年までは、約30光年までしか測ることはできませんでした。

1989年8月に「年周視差」を測るための「ヒッパルコス衛星(ESA)」が打ち上げられ、

宇宙から大気のゆらぎを気にせずに位置の測定が可能になりました。

「300光年までの距離の測り方」として紹介しているのですが、この年周視差で正確に

測れる限界がおよそ300光年なのです。

その他の測り方

星までの距離の測り方は、星の遠さによりいろいろ推測方があります。比較的近い星は「三角測量」で測れますが、遠くなるにつれ、明るさで推測します。さらに遠くは離れていく速度から推測しています。
太陽までの距離の測り方はについて紹介しました。太陽から地球までの距離は、現在では、惑星と地球の位置と、レーダーで観測した数値などから計算して、測ることができます。まずは太陽と地球の間の距離というのが正確であることが、大切で、さらに遠くの星などを測る時に役に立ちます。

(C)march of gabriel

まとめ

地球から300光年までの距離の測り方はについて紹介しました。

300光年という比較的近距離では、「三角測量の原理」が使えます。

とはいえ、衛星による宇宙からの観測で、その精度が上がりました。

130億光年も先がある宇宙からみると、ほんのちょっとですね。。。。

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