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1日10分、宇宙時間をテーマに毎日お届けしております宇宙話。 今回は太陽の表面にある黒い粒、黒点に関するお話をしていきたいと思っております。
実はこの黒点が発見されたのは400年前。 なんとガリレオガリレイが発見したところから歴史はスタートしています。
そんな中で、今現代のこのハイテクな世界の中で、 なんとその黒点を発見する方法は目で行っていた。
そこに対して新たな研究手法を取り入れることによって一気に効率がアップした。 そんな研究成果をお話ししていきたいと思っております。
黒点についての説明もがっつりしますので、ぜひ最後までお付き合いください。
ささき寮の宇宙話。
2023年4月2日始まりました。ささき寮の宇宙話。 このチャンネルでは1日10分宇宙時間をテーマに天文学で白紙号を取得した専門家の寮が、
毎日最新の宇宙トピックをお届けしております。 ということで本日でエピソードが904話目を迎えるというところになっております。
最近は結構聞いてくださる方もまた増えてきたなっていうところがありつつですね、 まあどういうふうに宇宙話楽しんでほしいかなっていうと、まずは好きな宇宙のワードで検索してみてください。
そうするとまぁだいたい宇宙話の900回やってるから網羅してるので、そこから好きなエピソード気になるタイトル聞いてもらって面白いなぁと思ったら
フォローしていただいて、で1日ちょっとずつ宇宙を補給していくみたいな、 そんな感じでポッドキャスト使ってくれたら嬉しいなと思ってるわけなんですね。
なのでまぁそんな感じで、じゃあ今日のタイトル気になるのかなっていうところで言うと、今日は 黒点と呼ばれる太陽の表面にある
物体というか現象というかっていうところを中心に、そもそも黒点ってなんだろうっていうところから、 最新の研究で新たに開発された黒点を見つける方法に関するお話をしていこうというような、そういう内容になっております。
黒点、わかりますか? ポッドキャストの中でも何回かは紹介してきたけど、ちゃんと綺麗に紹介してきたかな
っていうぐらいのレベルだと思うんですよ。 なので
黒点って聞いて、頭の中に浮かぶ人と浮かばない人いると思います。 もう簡単に言うと太陽を望遠鏡とかでしっかりと観測してあげた
時に、表面に黒い粒々が見えたりするんですよね。 これを黒点と呼んでます。
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実はこの黒点って太陽の活動だったり、 2回前とかかな?3回前とかかな?に話した太陽の表面で起こる爆発現象、フレアですね。
太陽フレアっていうところにも実はものすごく関係がある。 そんなものになってる。それが黒点なんですよ。
黒点、これ実は歴史ものすごく古くて、 黒点が発見されたタイミングっていうのは、もう何かここ数十年ですとか、
100年です、200年ですとかっていう規模ではなくて、 なんと見つけたのはガリレオなんですよ。
ガリレオガリレイ。 生まれて、生きていたのがだいたい1560年とかから1600年半ばぐらいまでなので、
今から逆算していくと、もう本当に400年前とかっていうような時代に既に発見されていたのが黒点なんですね。
ガリレオとかは天文学を切り開いたと言ってもいいぐらいの人で、 望遠鏡を使って太陽を観測し始めたっていうところからそこの望遠鏡を使う歴史っていうのが
結構進んできたっていう背景があるんですけど、 その時に太陽を観測すると、なんか太陽ってツルッとした
ただの輝いている玉なのかなと思いきや、望遠鏡で覗いてみると、なんとその表面に黒いつぶつぶがあったと。
なんならこう結構大きい黒い塊とかもあったりするんじゃないかっていうところがイラストで残っていて、
この黒い点何なんだろうっていうところで黒点を研究するっていう歴史が始まっていると言ってもいいんですね。
これ実際まず何なのかっていう話で言うと、ある条件によって太陽の表面の一部がものすごく暗くなってしまった。
暗くなったというか、ものすごく温度が下がってしまった場所が黒く見えているっていうのが黒点の正体なんですよ。
太陽の表面の温度っていうのがあって、これがまあ5000度とかってなってるとするじゃないですか。
そうしたらそれ結局あの明るさって太陽の温度によって出されている明るさだっていうふうに理解してもらいたくて、
そうなった時にある一部だけものすごくこう温度が低くなってしまうとどうなるかっていうと明るさが下がる。
つまりその一部だけ黒くなっているように見えるっていうのが黒点の正体なんですね。
つまりそこがなんかずぼっと何かが抜けてしまっているとかっていうよりは何かの作用があったせいで、
太陽の本当に一部ちっちゃい点ぽちみたいなところだけ温度がぐぐぐぐっと下がってしまって、
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それのせいで黒く見えているっていうのが黒点の正体なんですよ。
でこれ、なんで温度が下がるのかっていうところは実はこれ結構難しい話になってくるんですよね。
実は黒点って理科の教科書とかだから小学生とか中学生とかの教科書にも載っているような太陽において当たり前の性質の一つなんですけど、
それがなんで起こっているのかっていうのはどう考えても高校ぐらいまでの物理学の知識とかと照らし合わせても説明しきれないんですよ。
なので黒点っていうのはなんか温度が低いところですよとか、そもそも太陽の表面にある黒い領域のことですぐらいしか書いてないんですよね。
でじゃあここがなんで温度が下がるのか、宇宙話のリスナーのみんなにはちょっとだけ頭に入れといてほしくて、完全理解しろとは言わないんですけど、
太陽っていうのも結局地球みたいに自分の周りに磁力線っていうのを持ってます。
地球表面にいた時に北がどっちかわからないってなってコンパスを見たら北の方向がわかるっていうのありますよね。
あれって理科の教科書とか思い出してほしいんですけど、地球っていう球体があったときにその周りに地球自体がでっかい磁石みたいになっていて、
その周りにSからNに繋がっている、SとNが繋がった磁力線っていうのが描かれていて、
それに引っ張られる感じでコンパスっていうのはちっちゃい磁石なので北を向くような形になっているというところで北がわかる。
そして地球自体が磁力を持っている物体であるということがわかると思います。
でこれ実は太陽も同じで太陽も磁力を持ってるんですよね。
ただその磁力っていうのが安定してないとめちゃめちゃ不安定なんですよ。
すごく感覚的に捉えてもらうとするならば、地球には地表があって太陽には地表がないみたいな、そんなところで不安定になってるんだなと思っててください。
不安定になってるその磁力っていうのがどうなるかっていうと、太陽の表面だと地球だと北がどっちかわかるけど、太陽の表面だと北はすぐ見つけられないんですよ。
なぜなら地球の周りを上から下に繋がってた磁力線って呼ばれるやつがもうぐちゃぐちゃになってるっていうのが太陽の特徴ですね。
でこの太陽の特徴っていうところから、その磁力線がぐちゃぐちゃってなるとそこの周りの温度の高いものを排除するじゃないけどっていうところで、磁力線がぐちゃぐちゃになりまくってるところの温度が下がるっていうような、そういうのが実は黒点の正体なんですよ。
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これね、理科の教科書とかに載ってるような内容がまさかその裏にそんなことがあるんだっていうところは、実は今驚いた人もいるんじゃないかなと思うんですね。
そういった感じで黒点っていうのは、そういう太陽の磁力によって発生しているものっていうところがあります。
そんな背景ありつつ、なのでこれって太陽フレアにも関わってくるって話しましたけど、黒点がある場所っていうのは磁力がぐちゃぐちゃになってる。
で実は太陽フレアっていうのも磁力がぐちゃぐちゃになっているところで発生しやすいっていう、そういう性質があるんですね。
つまり太陽の研究をやってる人だったり、僕みたいに太陽みたいに自分で光ってる星とかの爆発を見たい人っていうのは黒点にものすごく注目します。
なぜなら黒点を作るだけのぐちゃぐちゃな磁力があるところで太陽フレアが起こりやすい。
つまり黒点を見ていれば太陽がどのぐらいの大きさの爆発を起こすのかを予測できる、みたいなところで黒点に対しての注目を集めるっていうところがあるんですね。
そういった感じでフレアと密接に関わる黒点について、この黒点をずっと見ていくことである違いっていうのが、たまにはものすごく黒点があって、
ある時期には全然黒点がないみたいな、そういう時期も存在するんですよ。
それって何なんだろうっていう研究がいろいろ行われてたりするんですけど、今回はその黒点の増減の話っていうのは一旦置いといて、
じゃあ、今散々黒点ってそういうものですとか、黒点増減するんですって話したけど、
太陽の表面の黒点ってどうやって数えて、どうやってデータベースにしているのかっていうところをちょっと考えてみたいと思います。
実は今回紹介したい論文っていうのは、そこが肝になっていて、実はこの黒点を常にモニタリングするっていうことを人間の目を使ったりしながらまだやっていたりするんですね。
これ結構びっくりすると思うんですよ。僕も論文だったりとか、それに付随するリリースとかを見たときに、え?と思って、そんなことある?みたいな。
今時、目で見て、黒点の数とかを見てるような研究があると思わなくて、へぇーと思って。
そこに対して今回は自動で黒点を検出する。つまり、太陽フレアっていう巨大な爆発が起きて、私たちにものすごい被害があるかもしれないっていうところを自動で検出するためのシステムっていうのが開発されたんですね。
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で、これはもう簡単で、太陽の表面の画像っていうのに対して、全体の明るさに対してこれぐらいの黒点があるみたいなところの色位置と呼ばれるような、これ以上の、このぐらいの数値に設定すればこのぐらいの大きさの黒点まで見つけられるっていうような、そこのパラメータを調整できるような検出システムっていうのが開発されたというところになってるんですね。
で、しかもこの時に機械検出で難しかったのって、例えば変な画像を読み込ませてしまうとするじゃないですか、パソコンに。そうすると、例えばそこに黒い線、筋が1本ピーって入ってたみたいな。
なんかよく写真とか撮っても、なんかここだけ変な色ついちゃってるなみたいな、あるじゃないですか。ああいうのもカメラが、これはこういうものだからっていうふうに認識してしまうと、例えば本当は黒点ってちょっとしかないのに、画像の不具合によって黒点がなんかいつも5なのに50ありますみたいな判断をしてしまうんじゃないかっていうところもしっかりとカバーされていて、
自動で太陽の表面の画像から、観測データから画像を引き出してきて、その画像から自動で黒点を抽出するプログラムっていうのが開発されて、っていうところが論文になってたんですよね。
これを開発しただけだと論文にはならなくて、人間が今まで目で見ていたところだったりとか、別の手法で見つけていた黒点の数っていうところと同じ時期のデータをこの新しいシステムに読み込ませることによって、その当時見つけていた黒点の数をカバーできるのかどうかっていう研究を行ってあげたんですよ。
そうすると、目で見ていた、目を使って人力で数えていた黒点の数に対して、今回新たに開発された黒点を画像から自動で抽出するようなシステムっていうところも、この目視で見つけていた、目で見ていた時と同じだけの精度っていうのを保証することができるっていうのが、研究としてわかったからこそ論文としてリリースされたっていうような。
そういう感じなんですよね。ただ、僕が今回これを紹介したかった理由は、単純にびっくりしたから。何かっていうと、いまだに目で黒点を数える文化が残っている場所があるのかっていうところにびっくりして、論文を読みに行ったら、本当にこういう基礎的な研究っていうところがまだ論文になってくるんだっていうところがびっくりして、
ちょっとこの感動を皆さんに伝えたいなっていうところで紹介させていただいたっていうことになっております。なので、今回の話をまとめると、太陽の表面には、もうかれこれ400年ぐらい前からガリレオガリレーが発見して見つかっている黒点っていうものがあって、
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実はそれって小学校、中学校の理科の教科書にも載っていたけど、どうやって発見するかっていうと、人間の目を使って発見していたっていう側面も一部あったんですよね。そこを機械的な部分に置き換えていくことで、人間の目を使わずにいろんな研究に、
ヒューマンパワーというか、人の構数っていうのを割いていけるようになったみたいな、そういうところの天文学の業界全体を底上げしてくれるような面白い研究が発表されていたっていうところがまとめになります。
なので、そこってまだ機械化進んでなかったんだっていう驚きがあった方だったりとか、黒点ってそういうものだったんだっていうのを今回初めてわかったよっていう人は、ぜひ感想とかお寄せいただけたら嬉しいなというふうに思っております。
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