花 山 文 台 行 た 生 徒 実 習 2
差 動 回 転
検 出
西 村 昌 能 元 京 都 府 立 洛 東 高 等 学 校 黒 河 宏 企 京 都 大 学 名 誉 教 授
石 井 貴 子 京 都 大 学 理 学 研 究 科 附 属 文 台
1. め
陽 自 転 い 最 初 見 い
あ 彼
黒 点 ッ 観 測 黒 点 西 東 日
移 動 見 い 移
動 黒 点 形 状 変 周 縁 細 く
黒 点 間 距 変 周 縁 狭 く 黒 点
移 動 速 変 周 縁 動 遅 い
同 一 経 線 黒 点 う
い 黒 点 陽 表 面 現 象 あ
陽 球 体 あ 同 時 陽 1 陰
月 自 転 い 論 理 的 証 明
[1]
Carrington 1860 代
陽 観 測 黒 点 移 動 速 赤 遈 近 い
大 く 差 動 回 転 発 見
[2] [3]
1888 Huggins 分 光 学 的
視 線 速 測 定 陽 差 動 回 転 い
い う[4]
う 観 測 積 陽
自 転 周 期 緯 異 赤 遈 付 近
速 く 高 緯 近 く 遅 く 発
見 現 象 陽 差 動 回 転 く
差 動 自 転 differential rotation い う
英 文 表 記 現 象 微 分 回 転 い う
あ 赤 遈 加 速 呼 い
1961 Babcock 差 動 回 転 黒
点 作 出 い う 仮 説 案 [5]
仮 説 現 在 生 い 黒 点 形 成 理 論
基 礎 い 差 動 回 転
陽 物 理 基 本 的 物 理 い え あ
2. 洛 東 高 校 観 測
洛 東 高 校 花 山 文 陽 観 測 実 習
2002 始 陽
自 転 速 測 定 実 習 行 い [6]
後 訪 陽 活 動 極 小 期 時 期
活 動 現 象 少 く
精 力 的 陽 差 動 回 転 観 測 行
あ
2. 1 観 測 い
1 観 測 装 置 ス ペ ク ト
観 測 装 置 諸 元 利 用 波 長 域
前 報 告[7] 同 あ
観 測 陽 館 ッ 分
光 器 ッ 面 結 像 白 色 光 陽 像
直 径18止m程 移 動 方 向 球 東
西 方 向 決 次 ４H５用 紙 印 刷 陽
面 経 緯 図 当 日 陽 面 中 心 緯 B0 考 慮
陽 自 転 軸 傾 ５ 値
け 傾 け 陽 周 縁 緯 合 わ ペ
画 像 撮 影 あ
図1 観 測 さ た 鉄 吸 収 線 偏 移
自 転 速 ッ プ 効 果 ペ
線 変 位 地 球 大 気 起 源 酸 素 吸 収
線 波 長 比 較 求 図1
陽 面 西 端 来 光 地 球 近 く
短 波 長 側 同 様 東 端 来
光 地 球 遠 長 波 長 側
波 長 Δ λ 静 状 態
ペ 線 波 長 λ 陽 自 転 速
視 線 速 V 光 速 c
Δ λ /λ =V/c 。1)式
表 。1) 式 利 用
陽 自 転 速 求 生 徒 分
や い 原 理 う あ
波 長 測 定 [6] 利 用 画 像 ペ
ペ 変 換 行
図2
図 2 マ カ 上 表 示 さ た ス ペ ク ト マ カ
作 成 さ た ス ペ ク ト ト ー ス
2 観 測 期 間 観 測 方 法
差 動 回 転 観 測 集 中 行
陽 活 動 極 小 期 あ 2007 2008
2009 あ 観 測 方 法 進 行
観 測 方 法 や 解 析 方 法 検 討 中 改 良
行 く
2. 2 2 0 0】 観 測
2007 緯 0° 60° 間10°
ペ セ ッ 撮 影
プ ン 根 元 光 球 部
分 ペ 撮 影 プ ン
緯 ウ 望 遠 鏡 Hα 画 像
ッ 求 プ ン 緯
ッ 確 確
あ 後 地 球 自 転
ッ プ 変 位 差 引 い 陽 南 中 時
少 地 球 自 転 ッ プ
効 果 効 い く あ 観 測
日 時 2007 8月16日 ～19日 10時 ～
16時 あ
ッ プ 変 位 求 吸 収 線
中 心 波 長 知 必 要 あ 線
一 番 深 い 波 長 中 心 波 長
-5 0 0 5 0
- 2 - 1 0 1 2
緯 ま
速
ｋ
ｍ
/
ｓ
● 西 端 ○ 東 端
プ ン
西 端 東 端
実 線 剛 体 回 転 仮 定 時 速
破 線 ャ ン ン 公 式 求 差 動 回 転
自 転 合 わ
測 定 時 セ 分 誤 差 1 5 0 m / s
図3 200】 観 測 得 た 差 動 回 転 曲 線
お 8が
図3 緯 自 転 速 プ ッ
あ ● 陽 西 端 ○
東 端 視 線 速 陽 見 え
プ ン 根 元 視 線 速 緯
確 求 考 え 表 い 地
球 自 転 ッ プ 効 果 補 計 算
行 実 線 剛 体 回 転 仮 定
自 転 速 表 緯 0ま 視 線 速
基 準 い 地 球 公 転
ッ プ 効 果 考 慮 い い
ξ ＝14°.38 － 2°.7 sin φ 。2)式
ξ 恒 星 対 一 日 陽 自 転
角 ま φ 陽 面 緯 ま
表 。2)式 図 3 当
破 線 う 図 差 動 回 転
剛 体 回 転 分 い
生 徒 考 え
2. 3 2 0 08 観 測
2008 観 測 期 間 陽 黒 点 無 く 活
動 領 域 少 図4
図 4 京 都 大 学 理 学 研 究 科 附 属 飛 騨 文 台
撮 影 さ た2008 8 月22 日 陽Hα 画 像
生 徒 実 習 期 間 陽 表 面 顕 著 活 動 領 域 少 く 黒 点 見 え た
観 測 陽 緯 0° 60° 間 両 極
15° ペ 2 セ ッ 以
撮 影 前 10°刻
操 作 い 考 え あ
前 陽 中 央 参 考 撮
影
観 測 時 刻 2008 8月20日 ～21日
10時20分 ～16時 あ
吸 収 線 波 長 測 定 吸 収 線 深
1/2 所 線 幅 中 央 値 線 深
求 利 用 コ ン テ ウ
高 ペ 一 番 明 い 結
見 け 図1
後 地 球 自 転 ッ プ 変 位
差 引 い
図5 緯 自 転 速 プ ッ
あ □ 陽 西 端 ○
陽 面 中 央 東 端 視 線 速 表
い 図5 東 西 端 表 記 誤 入
遊 い 注 意 い 地 球 自 転
ッ プ 効 果 補 あ エ
観 測 数 3個 以 場 合 標 準 偏
差 値 あ 地 球 公 転 ッ プ
効 果 考 慮 い い
恒 星 基 準 ャ ン ン 公 式
。2)式 当 図 5 破 線 う
実 線 剛 体 回 転 仮 定
自 転 速 表 緯 0ま 視 線
速 基 準 い 実 線 剛 体 回 転 曲
線 比 エ 小 差 あ
差 動 回 転 検 出 い い え
図5 2008 観 測 得 た 差 動 回 転 曲 線
図 中 東 端 西 端 表 示 誤 逆 い 注 意 お 10 が
得 陽 面 中 央 値 全 体 赤 方
あ 得 誤 差 原 因 以 様
考 え
1 あ 緯 側
所 測 定 い 能 性
2 陽 面 緯 決 い
能 性
3 陽 面 動 存 在
4 図 セ ン 値 0.3〜0.5km/s程
赤 方 変 位 い 力 赤 方 変 位 能
性 陽 面 中 央 経 緯 自 転
速 0 い ？
生 徒 考 察
2. 4 2 0 09 観 測
前 成 果 踏 え 緯 0°
60° 間 15° ペ 東 西 ７ セ
ッ 撮 影 出 来
観 測 日 時 2009 8月 17 日 ～21 日
10時 ～16時 あ
前 成 果 検 討 加 え 地 球
自 転 速 成 分 ャ ン セ 考
え
｜Ve－Vw｜ 平2＝ ｜V｜ (3)式
(3)式 中 Ve Vw
陽 同 経 線 あ 陽 自 転 速
ッ プ 効 果 ＋ 地 球 自 転 ッ プ
効 果 ＋ 陽 力 赤 方 変 位 総 和 あ
同 緯 東 西 端 観 測 値 均
地 球 自 転 ッ プ 効 果 分 陽
力 赤 方 偏 移 ャ ン セ
陽 面 同 緯 あ 東 西 地 点
観 測 1〜2 分 以 内 目 標
ッ 移 動 ン 行
図 表 現 変 更 緯 回
転 角 速 表 図6～ 図8
表 現 黒 点 求 利 用
図【 2009 観 測 得 た 北 半 球 差 動
回 転 曲 線 お11が
図】 2009 観 測 得 た 南 半 球 差 動
回 転 曲 線 お11が
図8 2009 観 測 得 た 南 北 両 半 球
い 古 典 的 差 動 回 転 表 示 法 あ
差 動 回 転 様 子 明
2009 実 習 生 徒 自 い 差
動 回 転 図 図9 う 教 科 書 的 結
果 出 い 次 う 原 因
考 え 検 討
1 光 球 運 動 存 在
2 地 球 自 転 ッ プ 変 位
3 陽 力 赤 方 変 位
4 測 定 緯
5 ッ く 陽 縁 置
い ッ 向 陽 縁 対
垂 直 く 行 い 緯 あ
1 光 球 運 動 陽 対 流 起 因
超 粒 状 斑 水 流 や 分 振 動
考 え 値 0.3～0.6km/s
程 あ く ペ 均
い 全 体 均 い
考 え
2 地 球 自 転 3 力 赤 方 変 位
同 時 刻 東 西 視 線 速 均
ャ ン セ い
4 球 東 西 方 向 決
陽 緯 決 う 問 題
残 い
5 ッ 回 転 い 赤 遈 東
西 端 東 端 南 緯15ま 西 端 緯 15ま 4
所 う 陽 縁 ッ 行
状 況 ッ 陽 周 辺 置 け
う 確 認 く い 赤 遈
南 緯 15ま 値 大 誤 差 含 考
え 陽 面 2 km内 側
測 定 い 3％ 小 い 値
回 転 角 速 0.36ま/日 値
値 赤 遈 値
小 く
生 徒 図8 緯 15ま 高
見 差 動 回 転 異 常 い
考 え 陽 活 動 極 小 期 長 期 間 続 い
い 結 け う う
あ
5. わ
差 動 回 転 研 究 過 去 い
差 動 回 転 黒 点 位 置 記 録 160 前
発 見 黒 点 高 緯 現 極 域
現 ン 極 域 白 斑 利 用
い 黒 点 ン 極 域 白 斑
光 球 磁 場 ン 様 子 異
図9 黒 点 用 い 差 動 回 転 測
定 1 陽 活 動 周 期 以 長 期 間 観 測
必 要 あ
図 9 様 々 観 測 得 た 陽 差
動 回 転 お11が
分 光 光 球 差 動 回 転 深 500km
わ 黒 点 観 測 磁 束 管 動
見 い 光 球 自 身 動 あ
い う 保 証 い 光 球 深 い
動 表 い 考 え
黒 点 磁 場 や 陽 磁 場 結 い い
ン や 極 域 白 斑 同 あ
う 差 動 回 転 観 測 陽 黒 点
い 極 小 期 観 測 要 あ 差 動
回 転 様 子 長 月 一 定 あ 保 証 い
小 期 差 動 回 転 合 い 現 在 倍 大
報 告 い
竹 洋 一[14] Takeda, Ueno [15] 飛 騨
文 DST 高 分 散 分 光 器 セ
装 着 分 光 学 的 手 法 細 密
差 動 回 転 報 告 結 果 1970 代
〜80 代 行 わ い 分 光 学 的 研 究 良
く 一 致 い 特 異 常 自 転 見
い あ 生 徒 い う 差 動 回 転
異 常 否 定 あ
図8 異 常 箇 所 半 球 図 6 南
半 球 図 7 赤 遈 領 域 観 測 値 小 い
大 く 足 引 張 い わ
前 述 う 赤 遈 部 分 ッ
陽 周 縁 行 当 う い
ッ 回 転 い 様 陽
自 転 軸 傾 都 合 良 い 月 月
研 究 行 う 必 要 あ 追 観 測 未
い い
文 献
[1] 陽 黒 点
第 二 書 簡 星 界 報 告 一 編
山 慶 児 谷 康 訳 岩 波 文 庫 1976
[2] Carrington, R., C. 1860 MNRAS 20 254 [3] Carrington, R., C. 1862 MNRAS 22 301
[4] 清 水 一 郎 小 実 小 山 子 陽
黒 点 観 測 p.36 恒 星 社 厚 生 閣 昭 和44 発 行
[5] H.W.Babcock 1961 ApJ 133 572
[6] http://makalii.mtk.nao.ac.jp/index.html. ja
[7] 真 之 山 崎 史 裕 林 貴 子 本 悠 祐
幾 山 幸 治 後 藤 遉 也 澤 弘 剛 2003
高 分 散 ペ 利 用 陽 自 転 速
黒 点 磁 場 測 定 日 本 文 学 会 第 回
ュ セ ッ ン 集 録 p.42
[8] 牧 滉 古 市 小 島 嗣 永
山 朋 生 山 久 保 弘 樹 倉 春 佳
牧 未 裕 2008 陽 差 動 回 転 検 出 試
日 本 文 学 会 第 10 回 ュ セ ッ
ン 集 録 p.48
[9] 附 誠 新 文 学 講 陽 p.3
恒 星 社 厚 生 閣 昭 和40 発 行
[10] 古 市 小 島 嗣 永 山 朋 生 山
久 保 弘 樹 前 聖 人 村 衣
2009 陽 差 動 回 転 検 出 試 2 日
本 文 学 会 第 11 回 ュ セ ッ ン 集
録 p.23
[11] 大 洞 一 馬 古 市 前 聖 人 山
大 西 竜 織 希 美 中 健
西 岡 翼 西 山 拓 巳 永 戸 一 史 原 奈 於
安 春 花 陽 差 動 回 転 い 2010
日 本 文 学 会 第 12 回 ュ セ ッ ン
集 録 p.98
[12] 一 成 大 山 真 満 浅 井 歩 磯 部 洋
明 2011 最 新 画 像 見 陽 p.20 (株)
プ ／ エ 出 版 局 発 行
[13] Eddy, J. A., Gilman, P. A., Trotter, D. E. 1977 “Anomalous solar rotation in the early 17th century” Science, vol.198, Nov. 25, p. 824
[14] 竹 洋 一 2011 陽 並 恒 星 差 動
自 転 分 光 学 的 研 究 第 16 回 体 ペ
研 究 会 集 録 p.73 報 告 文
献[10] [11] 引 用 研 究 動 機
紹 介
