天文教育普及研究会・関西支部集会 「天文教育」（2007年3月号）

天

川

見え

怪

臼井 正

(京都学園大学

定

1. じ に

文教育 2006 11 号 掲載

加藤賢一氏 川 見え 怪 [1]

純 考え 川 表面輝 肉

眼 見え い 問題提起

投稿 川 う 広 表面

輝 い 肉眼 機能

見え う い い

う筆者 コメ 加え い

時 推測 後 肉眼

機能 い 法則 具体的 見

紹 い

筆者 畑 い 多少 誤解

箇所 思う 点 容赦

い い

2. 表面輝 見 け 角 関係

定 １ 夜空 表面輝 等／

方 体 見 大 横軸

対数 検出限界 肉眼

検出 最 暗い 体 表面輝 縦

軸 等／ 方 ッ

注 1) _{夜空 表面輝}

等／ 方 体 表面輝 等／

方 用い 6. 降 川 表

面輝 い 等／ 方 併記 1

等／ 方 ＝8.9等／ 方 ＝17.8 等／ 方

換算 一方 2 1

縦軸 検出限界 合 等級

表面輝 ×面積 相当

体 表面輝 等級 大

気 減光 考慮 い い

環境省 全国星空 観察 ッ

ッ ワ 毎 2回夜空

表面輝 写真 測 推移 得

い 点観測地 24 所

う 最 暗い観測地点 沖縄県竹富

均 22 等／ 方 最 明 い観測地点

愛知県 屋 均 15 等／ 方

[2] 様 [3]

定 1 元 Clark

夜空 表面輝 検出限界 コ

体 表面輝 ／夜空 表面輝 表

[4] Table F.4 Clark Webペ [5]

更 元

Blackwell 実験[6]

実験 第 次大戦中 アメ

い 軍 目的 行わ 視力1.0 前

後 20 前後 女性 7 人 背景 夜空

相当 検出 刺激光 体 相当

明 刺激光 面積 変え

計 90000回 計測 行わ 背景

観測者 視点 10

程 角 見え 外側 徐々

暗 い 実験室 背景 夜

空 条件 い 背景 中央

刺激 光 15 間 え 観測者

見え 見え い 記録 い 刺激

光 え 時間 15 間 増 い

間 検出限界 暗 15 超

え 一 時間間隔 選

肉眼 程 時間積

肉眼 望遠鏡 検出限界

体 見 場合 見え い い

見 方 良い う

知 い う 人間 視細胞

図 ₁ 夜 空 表 面 輝 天体 見 け 大 横軸 検 出限界 天体 表面輝

縦軸 関係 天 川 デ タ 表 1

じ う を除 いた

図 2 夜 空 表 面 輝 天体 見 け 大 横軸 検 出限界 天体 合成等 級 関係 天 川 デ タ 表 1 じ

解能 高い 視 中心 集中 暗い

働 棹体 感 高い 解能 い

視 周辺 2種類 観測者

視線 中心 自 選

場合 応 中心視 錐体 周辺視 棹

体 いわ 目 良い方

選 い 実験 得 背景 表面輝

刺激光 表面輝 刺激光 面積 組

合わ 43 点通 点 挿

値 1 ◆ 点

実験 得 値 い 点 結

曲線 引い 滑線

注 1 Clark [4] 表 検出限界 い

観測者 50％ 確率 検出 表面輝

偶然当 確率 除い い

1 2 検出確率90％ 表面輝 示

い Blackwell [6] 実験

観測者 検出確率 90％ い

自信 持 見え 言わ

検出確率90％ 表面輝 値 検出

確率50％ 値 1.62倍 0.52等級

い [6] 値 ッ

逆 曲線 0.52 等 行移動

検出確率50％ 曲線 変

更 曲線 形 変わ い 2.

5. 議論 影響 い 6.

川 見え 最微等級 影響

点 い 6. 注 5 触

3. コ 法則

定 １ 見 肉眼 特性 見

い い 一番 線 夜空 表面

輝 22 等／ 方 体 見

大 10 直線 傾 5

い 体 一辺 見

大 10倍 面積 100倍

検出 表面輝 5等暗

1/100 面積 積 光

総 合 等級 相当 一 い

2 縦軸 合 等級 い

部 水

定 コ 法則 Rocco's law

知 い 一般 検出 刺

激光 表面輝 L 肉眼 検出限

界 面積A ｋ 数

L×A ＝ｋ (1)

表 n 0 1 値

刺激光 面積 小 い時 n=1

場合 コ 法則 当

網膜 光 総 合 等級 検出

刺激光 大 関わ 一

CCD メ いう 像 大 1

大 小 い場合

検出 う 像 形 関係

1 入 光 総 決

相当

網膜 視細胞 光 後

細胞 呼 細胞 経 神経 伝

え 一 細胞 多数

視細胞 い 一

大 視細胞 う 働 コ

法則 立

コ 法則 立 範 肉眼

点光源 部構造 限

解能 相当 明 い 解

能 1 視力1.0 義 肉眼

暗闇 解能 昼間 落

意味 例え

ア コ 角距離 12 昼間

解能 保 い 楽 解

筆者 解 い

夜空 表面輝 暗

１ 2 方 線 移 行

解能 い 1 大

大 い 相当

夜空 表面輝 20 等／ 方 暗

後述5. 夜空 表面輝 暗

体 十 明 中心視 出来 錐体

使え 場合 解能

高 う 考え 定

4. イ 法則

定 体 見 大 大

1 曲線 傾

2 曲線 向 い (1)

式 n 1 小 相当

特 (1)式 n=0.5 １ 傾 2.5

2 傾 2.5 場合 イ 法則

Pipper’s law 呼 い イ

法則 CCD メ い

信号 足 合わ 1

扱う 場合 相当 考

え 注_{2) 解能 落}

わ 広 淡い 体 検出

う 肉眼 行わ

い

夜空 表面輝 暗い 見 大

5 程 イ 法則 立

い 夜空 明 い 見 大

30 程 立

1 ッ 線 水

い 2 傾 5 い

い 体

面積 大 検出限界

変 わ い 3. 4. い

[7],[8] 参照

注 2 入射 光 強

A

個 場 合 考 え イ

A

A倍必要

１ 光 強 表面輝

L

数

A

イ 法則 一致 CCD メ

S/N い [9] 詳 い

図 3 天体 見 け 大 夜空 表 面輝 横軸 検出限界 天体 合成等級

縦軸 関係

5. 錐体 棹体へ 移行

定 1 2 線 見 行 夜空

表面輝 1 等暗 1 本 線

移 最微等級 最微等級

星 う 点光源 い 0.5

等程 暗 い 1 体

表面輝 縦軸 等／ 方

見 大 １ 表面輝

星 等級 相当 横軸 見 大

対数 い 横軸 値 0

1 い縦線 縦軸 値 い

実際 暗い星 解能 1 悪い

コ 法則 立 い 見

大 1 計算 構わ い

定 夜空 表面輝 16 等／ 方

暗 間 最微等級 暗

い 16等／ 方 20等／ 方

最微等級 変化 い い

定 理 3 明

2 体 見 大

界 体 合 等級 縦軸 ッ

2 一番 縦 並 各点

3 一番 曲線 各点 対応

い 曲線 傾 大部

0.5 夜空 表面輝 1 等暗

検出限界 体 合 等級 0.5等暗

示 い

-法則 de Vries-Rose Law 方

根 法則 知 い 注₃₎

方 線 体 見 大

小 い場合 夜空 表面輝 16

等／ 方 水 20／ 方

付近 急 折 曲 い

夜空 表面輝 20 等／ 方 明

い 錐体 中心視 暗

い 棹体 目 使 い

明 錐体 16 等／ 方 付

近 感 限界 迎え 注_{4) 棹体 感}

い 移 変わ 部

体 検出限界 変化 い

3 点線 錐体 棹体 検出

限界 延長 [6]

定 一方 体 見 角 大 い場合

3 方 線 錐体 視 中心

外 少 い 最初 棹体 使わ

夜空 表面輝 18 等／ 方 付近

検出限界 暗 い

最微等級 夜空 表面輝

4等 い い う

注 3 - 法則 イ

体 大 相当 範 体

大 1 小 い場合 １

入 夜空 光 強 光子数

決 い 場合 立 場合 検

出限界

S/N＝ 体 光／ 夜空 光＝一

式 対数 等級 換

算

体 合 等級 夜空 表面輝 ／2＝一

3 曲線 傾 0.5 相当

体 見 大

傾 少 異 い 純

式 明 い要素 残 い

[10]

注 4 CCD メ イ 出

イ 決 い 場合 相当

検出限界 夜空 表面輝

一方 棹体 出 イ 相当

小 い 暗い 体 検出

6. 天 川 見え ！

定 本題 川 肉眼 見え

う 考え 川 表面輝 い

Leinert & Richer [11]

用い 他 当研究会 メ

仲 誠 寄 情報 1983

前 理 表 星 光 全

掲載 い Hoffmann

et al.[12] 川 表面輝 い

い文献 互い 大 異

い [11] [12] 一致

い

Leinert & Richer [11] 1970 打

探査機 1 2

6 等 明 い星 寄

除い 川 表面輝 断面 8 所

得 い 観測 主目的 黄 光 測

測 黄 面 行 銀河

面 対 斜 行わ

Leinert & Richer [11]

川 表面輝 S10(vis) いう 1 方

表面輝 10 等星 実視等級

個数 表 表 い

値 等／ 方 等／ 方

定

表面輝

天の川 その外側 天の川の正味

銀経 星 天の川の

幅

等／平方 等 平方分

たて

－ わ

＋ わ

ペルセウス

ょ ゃ

いっか ゅう

いっか ゅう

ょう

さそり

定

表 1 天 川 表面輝 Lごinごrt & Ri続hごr [11が フ 定

実験[6] 背景 刺激光 境界

い 対 川 表面輝

連 的 変化 い 川 境界

い 明確 川

周 コ 見え

川 正味 表面輝 川 表面輝

外側 表面輝 夜空 表面輝

含 引い

川 わ 銀緯 43 付近

股 い 銀緯 イ (43

) (43 ) 2 銀

緯 150 付近 川 目 当

い 表面輝 い

定 表1 見 川 表面輝 場所

4～5 等／ 方 外側 5 等

／ 方 い 川 正味 表面輝

4.5～5.5等／ 方 加藤[1]

理 表 [13] 用い 推 値

一致

1 川 正味 表面輝 表 1

一番 列 2 表1 川

幅 一辺 正方形 川 合 等級

ッ 日本 見え い

う 値 除い い

定 川 見え 条件 1 曲線 外挿

1 曲線 傾 0 正

い 夜空 表面輝 19～21

等／ 方 最微等級 5～5.5等程

注₅₎

1 2 大気 減光 考慮

い い 最微等級 地

見 等級 理 表 [13]

国立 文台 い 透明 良好 場合

地 線 高 50 減光 地

大気圏外 等級 差 0.3等 結

局 等級 5等前後 星 見え

い 川 見え 想

筆者 経験 日本流星研究会[14]

最微等級 4.5等級 観測地 川

見え い 星 見え 定 (

街地郊外)

最微等級 5.0等級 観測地 川

いう記述 一致

う 肉眼 川 淡い光 広い範

わ 集 見 い

逆 いえ 肉眼 解能

い 近眼 遠視 人 私

近眼 乱視 い メ 外

星 見え 知

川 見え 私 試 乱

視 木曽 メ 無 川

見 出来 西浦慎悟氏 当

研究会 メ 投稿 メ

引用 いう

注 』 2. 注 1 述 う 1

Bせぐ続ず与ごせせお6が 実験 検出確率 重0財 値

用い 』0財 1 曲

線 約 0.』 等 行移動 相当

川 検出限界 夜空 表面輝

18～「0 等／ 方 川 見

え 最微等級 』.』 等 大気

減光 考慮 』 等 少 暗い程

川 表面輝

0.』 等程 細 い議論

意味 無い う 定

定

定 定

図 4 全国星空 観察デ タに 夜空 表面輝 天 川 見えた割合 %

7. 全国星空 観察デ タ 比較

環境省 全国星空 観察 ッ

ッ ワ 毎 夏 冬 「

回 写真 測 頂付近 夜空 表面輝

川 見え ／見え い 眼鏡

最微等級 調査 い 川 見え ／

見え い 夏 冬 」 所 夏

う わ 冬

ペ い う

い 調 報告書

お「が 1」 17 夏 冬

気 快晴 晴

一地点 記 」 観察項目 揃 い

計 』」』 個 い 注 6) _述

実験 い一致 い

調 定

定 『 夜空 表面輝 夏 冬

川 見え 割合 ッ 夏

川 地 線 向 濃 い

頂 近い う

川 方 見え 割合 高 い

一番 頂 近い星 夏 う 冬

ペ 川 見え 割合

ッ い 定

見 夏 方 川 濃い

見え 割合 高 傾向

夏 冬 い 大

川 見え 割合 夜空 表面輝 「0 等／

方 』 割 超え 「1 等／ 方

100％ い 定

定 全国星空 観察 観察 頂付近

川 表面輝 表１ 直接対応 い

い 濃 い

正味 川 表面輝 』～6 等／

方 1『～1』 等／ 方 程 推

実験 1 頂

川 見え 条件 検出確率 重0財 夜空

表面輝 20～21 等／ 方

定 図 5 全国星空 観察デ タに 夜空

表面輝 双眼鏡 最微等級定 定

5 夜空 表面輝 径50mm

7 倍 眼鏡 最微等級 1 参加団体

複数 参加者 観測 場合 均

値 ッ 線 実験

測 大気 減光 0.3等 眼

鏡 肉眼 4.3等暗い星 見え

3 一番 線 4.0 等 行移

動 相当 線 夜

空 表面輝 観測値 均

標準偏差

定 観測値 実験 測

系統的 明 い星 見え い い

原因 明 眼鏡 手

実施 手引 眼鏡 脚 固

仰向 観察 推奨 い

徹底 い い

影響 い 知 い

観察 夜空 表面輝 錐体 棹体

移行領域 5. 当 い 実際

観察 実験 得 曲線 う 明確

折 曲 見 い 夜空 表

面輝 大 変わ 眼鏡 最微

等級 変わ い いう全体的 傾

向 一致 い

注 6) 18 報告書 夜空 表面

輝 表 他 2 観察項目 表

い 使用

14～16 点観測地 24 所 外 一

般参加団体 夜空 表面輝 測 実施

い い

定 17 夜空 表面輝 頂付近

撮影 写真 求 13

特 星 夏 冬 ア

中心 撮影

13 夜空 表面輝 い 撮影時

高 60 限

8. 星団 銀河 見え

定 1 2 川 加え

Mel 111 2.7等 M7 3.2等 M35

5.3等 M41 5.0等 M44 ペ

3.7 等 い 散開星団 ア メ 銀

河 M31 4.4 等 ッ 大

合 等級 文 鑑2005 版 [15]

用い 実際 肉眼 見え 大

1 ッ 用い 値 小

い 補正 １ 各点

移動 検出限界

影響 い 思わ 肉眼 見え 大

値 小 い 移

動 肉眼 見え 中心部 表面輝

全体 求 値 明

移動 2 様

考え 移動

定 M7 夏 川 程 見え

M7

川 埋 い コ

1 2 考慮 い い 日本

い 条件 悪い 他 散開星

夜空 肉眼 見え

定 コ 法則 厳密 立 い

6 等星 見え い 夜空 合 等級 6

等 星雲･星団 見え 実際

体 見 角 大 コ

法則 わ イ 法則 立

う コ 法則

急 大 い

言う 6等星 見え い 合

等級 4～5等 明 い星雲･星団 見え

いえ

定 筆者 川 見え 疑問 持

い 望遠鏡 星 限界等級

1～2 等 い明 い星雲 星団 観望

思議 思 い 例え

筆者 所 い 25cm 射望遠鏡

ソ ア 限界等級 13.8等 5等星

見え い夜空 12 等 い 銀

河 見え いう 前 銀河 広

体 い 記載 等

級 大 体 望遠鏡 見え

う 式 作 う

加藤[1] 様 論法 計算

式 銀河 望遠鏡 全 見え

い

望遠鏡 見 星 最微等級 広

体 検出限界 関係 肉眼 場合

様 考え 解決 う 望遠鏡

検出限界 肉眼 場合 倍率 視

アイ 夜空 表面輝 異

詳細 い 稿 改 考え

い

9. 天 川 光 正体

定 加藤氏 投稿[1] 西浦氏 当

研究会 メ 全 偶然

私 前 純 考え 川

見え イ ？ いう疑問

突 当 いう投稿

図 6 オ ス ドッ ス

紹 い

定 西浦氏 木曽観測所 助手 宮 隆志氏

中高生 対象 実習 銀

緯 異 域 肉眼 星 数 数え

銀河系 構造 い 考

え 肉眼 見え 星 い

距離 見積 見 等級

絶対等級 Ｍ 距離 ｄ

星間吸 無視

m Ｍ = 5 log(ｄ) 5

立 G 型星 絶対等級 5 等

理 表 [13] 参照)

星 6 等 見え 距離 d 16

妙 小 い値 本

当？ A 型星 絶対等級 1 等

d 100 い 銀河

盤 厚 陽付近 2

文資料集 [16] 参照 い

計算 肉眼 銀河 盤 見通

出来 い う 川

見え う！！

西浦氏 結論 銀河 盤 川

方向 星 点 解

い いう 投稿

福江純氏 要

ッ 川 方向

近似的 無限遠 星 宇 明

いわ 返答

う少 解 い

定 ッ 宇

無限 宇 大 無限

大 い 夜空 表面輝 陽

う いう 星 絶

対等級 一 均等 い

仮 地球 中心 厚

一 球殻 夜空 表面輝

球殻 献 考え ( 6) 距離

2倍大 い球殻 １ １ 星 距離

2 倍 見 明 1／4 倍

球殻 表面積 4倍 厚

球殻 星 4倍 夜空

表面輝 献 1 星 見

明 ×星 数 一 夜空

表面輝 献 球殻 距離

依存 い 宇

大 無限 う 球殻 無限

遠 球殻 献 足 合わ

夜空 表面輝 増え 最終

的 視線方向 恒星 表面 当

う 沢山 風船 飛

風船 う 背景 青空

見え い状態 相当

ッ 星 絶対等級

星 絶対等級

い 様 議論 出来 全

体 立 実際 宇

限 々 見 出来

宇 大 限 ッ

立 い ッ

解釈 い [17] 詳 い 定

定 理 表 [13] 恒星 数

全 星 数 項 等級 全

星明 献 表

全 均 星明 表面輝 118

S10(vis) い 6. 参照 4.8

等／ 方 6 等 明 い星

献 24 S10(vis) 6.5等／ 方 過

全体 星明 2割程 い

川 5 等 暗い星 献 割合

更 大 い 理 表 [13]

恒星 数 1 方

観測 星 数 項 福江氏 指

摘 通 ッ 原理

銀河 盤 果 星間吸 大

間 限 立 い

考え 定 10. ま

定 川 光 肉眼 個々 見え い

銀河 盤 星々 光 集 表面輝

4～5 等／ 方 肉眼 5°

範 光 足 合わ

周 コ 見え い

言え 肉眼 CCD メ 異 体

表面輝 見 大 夜空 表面輝

応 自動的 空間的 時間

的 1.参照 足 合わ 機能 備え

い

確 川 感

像処理 い写真 再現 い う

5 等星 写 い い星 写真

川 写 い 逆 川 写 星

写真 肉眼 見え い暗い星 写

い

定 進化 遥 前

夜行性 動物 生存競 利

う 機能 発 い い

回調 全 気

肉眼 う 機能 備わ い

恐 肉眼！定

謝辞 環境省全国星空 観察 実施結果報

告書[2] 送 環境省 水 大

気環境局大気生活環境室 感謝 定

定 定

参考文献定

[1] 加藤賢一 2006 文教育 vol.18 No.6 p.31

[2] 環境省 水 大気環境局 団法人日本環

境協会 1988-2006 環境省全国星空 観

察 実施結果報告書

[3] http://www.env.go.jp/press/file_

view.php?serial=8663&hou_id=7635#graph 04

[4] Clark, R.N., 1990, “Visual Astronomy of the Deep Sky”, Cambridge University Press

[5] http://clarkvision.com/visastro/ omva1/index.html

[6] Blackwell, H.R., 1946, Journal of the Optical Society of America, 36, 624

[7] http://webvision.med.utah.edu/Kall Spatial.html

[8] http://www.journalofvision.org/5/10/ 6/article.aspx

[9] http://www.kusastro.kyoto-u.ac.jp/ ~iwamuro/LECTURE/OBS/reduction.html [10] http://webvision.med.utah.edu/

light_dark.html

[11] Leinert, C., & Richer, I., 1981,

Astronomy and Astrophysics Supplement, 46, 115

[12] Hoffmann et al., 1998, Astronomy & Astrophysics Supplement, 128, 417

[13] 東京 文台 2000 理 表 丸

善

[14] http://www.nms.gr.jp/forcast_leo01. html

[15] 文 鑑 集委員会 2004 文 鑑

2005 版 誠文堂新光社

[16] 大脇直明 1989 文資料集

東京大学出版会

[17] ワ ソ 長沢 訳 2004

夜空 暗い? 地人書館