はぐれ惑星

NHKのコズミック フロントで，はぐれ惑星（自由浮遊惑星）を取り上げていた。

番組は阪大の住貴宏さんによる重力マイクロレンズ法の説明からから始まる。太陽系の外に存在している太陽系外惑星の探索方法としては，次のようなものがある。(1) パルサータイミング法：パルサーの回りを枠背卯が回ることによるパルサー周期の変化による。(2) 視線速度法：ドップラー効果による恒星=惑星系の重心の回りをまわる恒星の視線方向の波長の変化による。(3) トランジット法：恒星の前を横切る惑星による恒星の光度変化による。(4) 重力マイクロレンズ法：遠方の天体（銀河・銀河団）の前を横切る恒星=惑星系の重力レンズ効果による天体の光度変化の微細構造による。(5) 直接撮像法：惑星が恒星から遠くにあって熱放射する場合。

もっともよく用いられるトランジット法は，惑星が大きく，恒星に近い場合にに有効であるが，重力マイクロレンズ法は，恒星から比較的遠くて小さな惑星について用いられる。現在までに，5300個ほどの系外惑星が発見されている。

重力マイクロレンズ法の結果から，惑星が恒星よりも存在している比率がはるかに高く，銀河系の恒星1個につき，恒星から0.5～10au離れた位置に平均で惑星を1.6個持つ事が推定された（Wikipedia 惑星系）。天の川銀河には2000-4000億の恒星があるので，恒星の回りを公転する惑星の数は数千億個ということになる。

さらに，惑星系の誕生期や恒星の終焉期にはじき飛ばされる惑星が，自由浮遊惑星として銀河系内を公転することになる。その浮遊惑星の数は恒星の数の2倍程度と評価されているらしく，これも数千個程度存在する。これは，住さんを含む国際共同チームが重力マイクロレンズ法を用いて最初のはぐれ惑星（Rogue Planet）を発見したことからきている。

さて，これについて，ChatGPTの見解を尋ねてみた。

Ｑ：天の川銀河系にある恒星の総数，惑星の総数，自由浮遊惑星（はぐれ惑星）の総数を教えてください。

Ａ：天の川銀河系には、恒星の総数が約100億個、惑星の総数が数百億個と言われています。また、自由浮遊惑星（はぐれ惑星）の総数は、まだ正確には分かっていませんが、数十億個と推定されています。

天の川銀河系は、銀河系の1つで、地球が属する銀河系です。銀河系は、恒星、惑星、小惑星、彗星、星雲などが含まれる天体系で、その大きさは広大です。天の川銀河系は、その中でも比較的小さい銀河系であり、銀河系全体に比べると、恒星や惑星の数が少なめです。

ChatGPTの天文学の知識もどうやら十分ではなかったようだ。しかし，平均的な人間に比べればまともな回答だ。その辺の高校生や大学生に聞いてもこうは答えられない。

図：Wikipedia Rogue Planet の説明を入力したときの DiffusionBee の出力

［１］惑星系に名前を　太陽系外惑星に名前をつけよう

［２］太陽系外惑星データベース

太陽フレア

 NHKニュースで太陽フレアの危機が取り上げられていた。

なんでも，2025年は太陽活動が活発になり，太陽フレアが2週間続き，ケータイも繋がらなくて大変なことになるという説だった。なんとなく胡散臭かったので確認してみる。

太陽活動は11年周期で変動しているが，その本質は，太陽の自転による磁場の22年周期変動である。11年で太陽極磁場のNSが逆転するが，絶対値を考えると活動値（黒点数，太陽フレア頻度，太陽放射量）の周期は11年ということになる。活動期には，黒点数や太陽フレア頻度が増加し，太陽放射も0.1%程度強くなる。

1843年にドイツの天文学者シュワーベによって，太陽活動周期（黒点周期）が発見され，スイスの天文学者ウォルフの研究から1755-1766年が第１周期とされた。最近のピーク年と周期番号を並べると，1981年（第21周期），1992年（第22周期），2003年（第23周期），2014年（第24周期），2025年（第25周期）となるので，2025年という時期は正しそうだ。

ただし，フレア頻度は活動極小期に比べて1桁増えるが，爆発の大きさ自体は周期と直接関係しない。

ところで，近年の太陽活動をみると，22周期，23周期，24周期と次第に活動が衰えており，黒点数も近年になく減少している。大規模太陽フレアも24周期にはほとんど発生していない。それでは，このたび25周期の危険性に警鐘を鳴らしている根拠はなんなのだろうか。

ニュースになったのは，6月21日に，総務省の宇宙天気予報の高度化の在り方に関する検討会が報告書を公表したからだ。そこでは，一般的な太陽活動への監視態勢や対応体制の構築ポリシーについて議論すると同時に，100年に一度の大きな太陽フレアがあったときにどんな影響が考えられるかを評価（シミュレーション）したものだった。

つまり，2025年の太陽フレア予報に重点があったわけではなかったのだ。ニュースの取り上げ方と受け止め方は本当に難しい。ましてや，忖度まみれの政治経済関係のニュースはどうなのだろうか。情報系の人たちはメディアリテラシーと簡単にいうけれど，結局，個別分野の知識に基づきながら，事実とデータを積み上げ読み解いて分析することでしか，相対的に正しい事実には接近できない。

図：22〜24周期までの黒点数の変動（Wikipediaより引用）

ブラックホールシャドウ（２）

ブラックホールシャドウ（１）からの続き

2019年4月のEHTによるブラックホールシャドウのニュースは，ブラックホールの実在性を見える形で表現するエビデンスとして注目を集めた。2022年5月には，同じEHTグループにより天の河銀河中心のブラックホール いて座A*についても史上二番目の観測例として報道された。

ところで，2019年の段階でこの研究結果に対して疑問を呈している人がいた。国立天文台の三好真さんだ。銀河中心のブラックホールを発見したグループの一員であり，その結果は2020年のブラックホールに関するノーベル物理学賞でも紹介されている。彼が，2019年10月の段階で，M87星雲のブラックホールシャドウの結果に疑義を呈した。

詳細な論文である "The jet and resolved features of the central supermassive black hole of M 87 observed with EHT"が，The Astrophysical Journalにアクセプトされたとのことだ。牧野淳一郎さんも共著者に入っている。さてその結論は次のようなものだった（先月のニュース）。

(1) 中心核構造はリングではなく，コアとノットさらに第三成分がある。

(2) 有名な M87 ジェット構造は，230GHz 観測においても存在するが，その強度は中心核の強度に比 べて桁違いに弱い。

(3)  EHTC（the Event Horizon Telescope Collaborators ）が報告した約40μasのリングは，データサンプリングのバイアスによる人為的な紛いものだとわかった。EHTのU-Vカバレッジは約 40 μas の空間フーリエ成分を欠き，約 40 μas のアーチファクト構造を生成している。

ようするに，注目を集めたM87ブラックホールシャドウのリング構造は間違ってるんじゃないのということだ。どうなることやら。

惑星直列

 太陽系の地球を除く惑星を一直線上に隙間なく並べると，ちょうど地球−月の距離と等しくなるという話を見かけたので確かめてみた。

地球を除く7惑星の直径 [km] は，{水星，金星，火星，木星，土星，天王星，海王星}={4879.4, 12103.6, 6794.4, 142984.0, 120536.0, 51118.0, 49528.0}となる。また，地球−月の平均公転半径 [km]は，388440.0 である。

Mathematicaで次のコードを実行する。

d = {4879.4, 12103.6, 6794.4, 142984.0, 120536.0, 51118.0, 49528.0}
r = Table[Sum[d[[i]], {i, 1, k}] - d[[k]]/2, {k, 1, 7}]
g1 = Graphics[{Circle[{384400/2, 0}, 384400/2, {11 Pi/12, 13 Pi/12}], 
   Circle[{384400/2, 0}, 384400/2, {-Pi/12, Pi/12}]}]
g2 = Graphics[Table[Circle[{r[[k]], 0}, d[[k]]/2], {k, 1, 7}]]
g3 = Graphics[Table[Circle[{r[[k]] - d[[1]], 0}, d[[k]]/2], {k, 2, 7}]]
Show[g1,g2]
Show[g1,g3]

水星をふくめると公転半径から少しはみ出すが，水星を除けばすっぽりとおさまった。

図：地球−月の公転軌道半径と７惑星の直列配置

準衛星

準衛星とは，小惑星のうち，ある惑星を周回している衛星のように見えるもの。衛星と準衛星の区別は，惑星の重力圏にあるかどうかで判定され，ヒル圏の内側ならば衛星であり，外側ならば準衛星となる。

ヒル圏（ヒル半径）は，質量の大きな天体$M_1$と小さな天体$M_2$が，距離$r$で周回している時に，非常に軽い天体$m$が天体$M_2$からヒル半径$a (a \ll r)$の距離にあるとして，この$a$に対する条件から決まるものだ。

そのヒル半径 $a$ の位置にある小天体$m$には，天体$M_2$からの重力と，$M_2$に固定された$M_1$の周りの回転系における遠心力が$m$に加わるとして足したものが，天体$M_1$からの重力と釣り合うという条件から求める。

$\dfrac{G M_1 m}{(r-a)^2} = \dfrac{G M_2 m}{a^2}  + m (r-a) \omega^2 , \ \ \ \omega = \sqrt{\dfrac{G M_1}{r^3}}$

この式で，$\dfrac{1}{(r-a)^2} \simeq \dfrac{1}{r^2}(1+\dfrac{2 a}{r})$と近似すれば，$\dfrac{3 a^3}{r^3} = \dfrac{M_2}{M_1}$が得られ，ヒル半径は，$a=r \sqrt[3]{\dfrac{M_2}{3 M_1}}$と求まる。

大陽質量を $M_1=2 \times 10^{30} {\rm kg}$，地球質量を $M_2=6 \times 10^{24} {\rm kg}$，地球の公転軌道半径を $r = 1.5 \times 10^{11} {\rm m}$ とすると，ヒル半径は $a=1.5 \times 10^9 {\rm m}$となり，月の公転半径の約4倍になる。

地球の準衛星の１つ（(469219) 2016 HO3）が月のかけらではないかというアリゾナ大学の論文のが今日のポイントだ。2024年の打ち上げが計画されている中国の小惑星探査機鄭和がサンプルリターンに成功すればこの問題を検証することができるかもしれない。

図：2016HO3 の軌道（NASAから引用）

ルーシー

 木星の５つのトロヤ群小惑星を探査する宇宙探査機ルーシーが先週の土曜日（10月16日）にケープ・カナベラル宇宙軍基地から打ち上げられた。あれ，ケープ・カナベラルはケープ・ケネディに改名されていたのではなかったかと思ったが，どうなったのか。

ケネディ暗殺１週間後の1963年11月29日に，NASAの発射管制施設はケネディ宇宙センターに名称が変更されている。マーキュリー計画やジェミニ計画では，隣接するケープカナベラル空軍基地の発射施設が使われていたので，小学生の自分にはケープ・カナベラルは馴染みの名前だった。そのケープカナベラルもケープケネディという地名に変更されたと思っていたが，地名の方は1973年に元に戻されたようだ。知りませんでした。

フロリダ半島中部東岸のこの地域は，ジュール・ベルヌの「月世界旅行」の中で発射砲が設置されたフロリダ半島中部西岸のタンパに近かったので，アポロ計画のころにはちょっとした話題になっていた。

さて，ルーシーという名称は最初期のアウストラロピテクス人骨のルーシーからきているということだが，これはさらにビートルズのルーシー・イン・ザ・スカイ・ウィズ・ダイアモンズが由来ということで，なんだか巡り巡って複雑なことになっている。

写真：サージェント・ペパーズ・ロンリー・ハーツ・クラブ・バンド（Amazonから引用）

宇宙寺院

お彼岸の正信偈の唱和の後で，いつものように住職のお話が始まった。彼は大変活動的な方で話題も豊富である。で，宇宙寺院の話が出てきた。調べてみると，醍醐寺が2023年に浄天院劫蘊寺という名前で人工衛星を打ち上げるらしい。なかなか画期的な話である。宇宙条約でも南極条約でも，軍事利用は禁止されているが，宗教利用についての言及はなさそうだ。

醍醐寺は真言宗なので，ご本尊の大日如来は宇宙と親和性が高い。これが浄土真宗になるとちょっと微妙らしい。阿弥陀様は西方浄土にいらっしゃるが，宇宙に出るとどちらを向いて仰ぐことになるのかウロウロしそうである。

各宗派がどんどん人工衛星を打ち上げて宇宙からお経やらコーランやら聖書の福音が降り注ぐのはどうかと思うが，すでにインターネット上では似たような状況になっているので，どうということはないかもしれない。それよりも，月基地や火星旅行で人が死んだ時の宗教的な取り扱いがややこしそうであった。

赤いシリウス

 NHKのコズミックフロント☆NEXTは，非常にためになる科学番組である。先日放映された，「天狼星 シリウスのミステリー」もとても刺激的な内容だった。

シリウスは，オリオン座の三つ星を左に伸ばしたところのおおいぬ座にあり，太陽を除いて全天で最も明るい恒星（一等星）だ。地球から8.6光年の距離にあり，シリウスA（太陽と同程度の半径で太陽の約２倍の質量）とシリウスB（地球と同程度の半径で太陽と同程度の質量）からなる連星であり，明るい方のシリウスAは青白く光る主系列星である。シリウスBは非常に暗い白色矮星だ。

そのシリウスが，２千年前には赤く輝いていたという歴史的な文書がある。古代ローマの天文学者プトレマイオス（トレミー）のアルマゲストにその記載がある。超新星を除く普通の天文現象が数千年の時間スケールで起こるわけがないので，これはなんらかの比喩表現ではないかというのが定説らしい。

番組では，赤いシリウスが見えたのは事実であるという，科学的に根拠のあるいくつかの説が紹介されていた。シリウスにはシリウスCという別の三重連星があって，これがシリウスAに接近していたときに放出された物質が光を遮っていたという説や，桜井天体のように白色矮星であるシリウスBがヘリウムフラッシュによって一時的に赤くなったという説である。

シリウスは古代エジプトにおける暦の始まりを特徴づける天体であり，クフ王のピラミッドの南の回廊がシリウスが観測できる方向に伸びていたなど，いろいろとワクワクする話題が多いのだった。

はやぶさ２

はやぶさ２のサンプルリターンカプセルが，2020年12月6日にオーストラリアのウーメラ砂漠で無事に回収されたようだ。はやぶさ２本体は化学エンジン噴射プロセスTCM5により再び地球軌道を離脱した。1998KY26という小惑星に2031年7月に接近する予定である。

はやぶさ２がここまでで達成したこと（世界初）は以下の通り
１．小型探査ロボットによる小天体表面の移動探査
２．複数の探査ロボットの小天体上への投下・展開
３．天体着陸精度 60 cm の実現
４．人工クレーターの作成とその過程・前後の詳細観測
５．同一天体2地点への着陸
６．地球圏外の天体の地下物質へのアクセス
７．最小・複数の小天体周回人工衛星の実現

ウェブ上のBBCのニュースでは，多くの科学者のインタビューにより科学的な意味を丁寧に解説していたが，NHKのニュースでは，解説の分量もBBCのそれよりは少ない上に，はやぶさを支えた日本の技術というところに重点をおいたエモーショナルな内容だった。いつものことである。

８億年前の小惑星シャワー

大阪大学理学研究科の寺田健太郎さんが，ネイチャー・コミュニケーションズ に出した論文，"Asteroid shower on the Earth-Moon system immediately before the Cryogenian period revealed by KAGUYA" が話題になっていた。阪大のホームページに詳しい説明がある。

日本の月周回衛星のかぐやが撮影したデータから，直径20km以上のクレータ59個を調べてその周辺に存在する直径が0.1-1kmの微小クレーターのサイズ分布などから，形成年代を推定した結果，8個またはモデルによっては17個の形成年代が8億年前となった。これは偶然では考えられないため，この時期に破砕された小惑星のシャワーが月−地球軌道周辺に降り注いだと考えられるというものだ。

８億年前に破砕した小惑星は100km以上の直径を持ち，一部は地球型惑星や太陽に落下し，一部は小惑星帯に残り，さらに一部は地球近傍小惑星へと軌道進化したようだ。

どうやって形成年代測定するのかを調べてみると，東京大学の諸田智克さんの論文がたくさん出てきた。諸田さんは金沢生まれで金沢大学の地球科学でドクターをとっている。寺田さんのネイチャー論文の共著者にも諸田さんの名前があった。ファーストオーサは寺田さんだけれど，むしろ彼が研究の中心ではないのか。それにしては，東大には記事が出ていない。はやぶさのタッチダウンの話がでたところだからか。

図　月面クレータの形成年代分布（阪大ホームページより引用）

［１］クレータサイズ頻度分布からさぐる月惑星表面の地質進化（諸田智克・平田成）

［２］「かぐや」が切り開く月面年代学（諸田智克）

［３］月におけるクレーター生成率不均質（諸田智克）

領空の定義

しばらく前に，東北地方の上空を未確認飛行物体が通過していった。未確認ではあるが，その形は捉えられていて，白い気球に太陽電池やプロペラが付随したものらしい。高度10〜50kmの成層圏を通過していたが，国内からの報告がないことから，日本の西側にあるいずれかの外国からジェット気流に乗って東に進んできたものと推測される。で，これが領空侵犯であると断定的に書かれた記事があったので，領空とはどこまでのことを指すのかと調べたところ，一筋縄では行かなかった。

平成28年には逢坂誠二さんが第192国会の80番目の質問主意書で「一　領空とは、国家が領有している領土もしくは領海上の空域と認識しているが、政府の認識はどのようなものか。見解を示されたい。二　日本の領空とは、国家主権が及ぶ領域と政府は認識しているのか。見解を示されたい。」と尋ねているが（この質問もあいまいなのだけれど），安倍総理によるその回答は，「一般に，領空とは領土，領水の上空であり，我が国の主権が及ぶと認識している」なので，結局わけがわからない。まあ，はっきり定義を述べないことは政治的には正しいのかもしれない。しかし，質問主意書や答弁書のpdfファイルが擬似縦書きになっているのは許せない。素直にテキスト化できないのだ。こんなことだから，ITで百年遅れをとる。

そこへ行くと名和小太郎先生の説明はていねいで理路整然としていて救われる「領空か　宇宙空間か（情報管理第50巻(2007)5号）」。ただし，結局，領空の定義に関する結論ははっきり定まっていない。名和先生は，1996年から2001年まで，関西大学総合情報学部に在席していらっしゃった。そのとき，同じ学部の水越敏行先生をリーダーとする高等学校の教科情報の教科書を初めて作るということで，会議でお隣に同席させていただいたことがある。名和先生も出身が東大物理なので，おっしゃることや書かれたものは飲み込みやすかった。その縁で著書を１冊恵贈していただいた。

写真：仙台市天文台が撮影した白い物体（引用）

部分日食

今日（6月21日，夏至）の夕方，日本全国で部分日食がみられるはずだった。奈良では残念ながら曇り空で観測できなかった。19時前の今ごろになって太陽が顔を出したが遅かりし由良之助。372年ぶりの夏至の日食であり，次の夏至の日食は2802年の予定らしいのだった。日食の一覧によれば，日本で見られる次は，2023年4月に部分日食，2030年6月に金環食らしい。がんばって2035年の皆既日食まで生き延びたいものだけれど・・・どうかしら。

太陽と月の半径はそれぞれ696,300kmと1,738kmなので，その比は400.6である。一方，地球から太陽までの距離と地球から月までの距離は，14,960±250 万kmと38.44±2.11万kmなので，その比率は，418.7〜389.2〜362.8の範囲で変化する。距離の組み合わせが均等な割合で一様分布するという（誤った）単純な考えのもとでは，距離比が半径比より大きな場合と小さな場合は２：１になるので，皆既日食の頻度：金環食の頻度は２：１くらいかとおもいきや，実際には，２：３くらいのようだ。黄道面と白道面は傾いているし。白道面も歳差運動しているのでまじめに計算しないと答えが出ないということだろう。

写真：石垣島で観測された部分日食（引用：朝日新聞より恵原弘太郎氏撮影）

銀河系の知的文明

「３６の知的文明が銀河系内で交信？、英研究チームが算出」などのセンセーショナルなタイトルのニュースが飛んでいたので，またぞろドレイク方程式か何かかと思えば，「宇宙生物学コペルニクス原理」というものを編み出したらしいので，arxivで探してみた。

The Astrobiological Copernican Weak and Strong Limits for Extraterrestrial Intelligent Life（Tom Westby, Christopher J. Conselice）が原論文だ。さっそくアブストラクトを訳してみる。

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我々は，生命の探索に関する宇宙的な視点を提示し，最新の天体物理学的情報を用いて，我々の銀河系に交信している地球外知的文明（CETI）が存在する可能性を調べている。我々の計算には，銀河系の星形成史，金属元素分布，ハビタブルゾーンに地球型惑星が存在する可能性を，我々が宇宙生物学的・コペルニクス的弱・強条件と呼ぶ特定の仮定の下で計算している。これらの仮定は，知的で交信能力のある生命が存在することが知られている唯一の状況，つまり我々自身の惑星に基づいている。このタイプの生命は，金属元素が豊富な環境で発達し，そのために約50億年の時間を要した。我々は，いくつかの異なったシナリオに基づいて可能なCETIの数を研究している。一つは「弱い宇宙生物学的コペルニクスの原理」であり，惑星が知的生命体を形成するのは50億年後のことだが，それ以前ではない。もう一つは強い条件であり，地球のように45～55億年の間に生命が形成されなければならないというものだ。強い条件（厳密な仮定）の下では，銀河系内には少なくとも36+175-32の文明が存在するはずだ。これは下限値であり，交信可能な文明の平均寿命は100年であるという（現在の我々の状況に基づく）仮定を置いている。もしCETIが銀河系全体に一様に広がっているとすれば，最も近いものはせいぜい17000+33600-10000光年の距離にあり、低質量の赤色矮星を周回している可能性が高く，我々が予測可能な将来の検出能力をはるかに超えていることを意味する。さらに，この生命をホストしている星が太陽型星である可能性は非常に低く，ほとんどが赤色矮星でなければならないことから，長い時間スケールで生命をホストするには十分に安定ではないと考えられる。我々はさらに他のシナリオを検討し，我々の仮定条件を変えることで，銀河系内に存在可能性なCETIの数を調べた。

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むむむ，銀河系内の交信可能な文明は結構存在するにしてもほとんどがあまり長くに渡って安定でない赤色矮星（M-Dwarf）の回りの惑星にあり，ほとんど観測困難で，どうなんでしょうということだ。あ，いろいろ書いているけれど，かなり精密化された新しいドレイク方程式なのでした。うーむ，うまくいけば，700年ぐらいがんばると１つ交信可能な文明が見つかるし，7000光年以内に知的生命体が見つからないようならば，交信可能な文明の持続時間は2000年以下であり，我々もまたそうである可能性が高いらしい。むむむ。

宇宙の加速膨張

韓国の延世大学校のチームによる宇宙の加速膨張についての見直しを迫る論文が出てちょっと話題になっている。

ハッブル=ルメートルの法則によると，観測者から遠方の天体までの距離$D$と，観測者から見た宇宙の膨張によるその天体の後退速度$v$は比例する。この比例定数がハッブル定数$H_0$である。その後退速度が時間とともに増加しているというのが，宇宙の加速膨張である。

加速膨張は1998年に２つのチームによって発見された。いずれも，Ⅰａ型超新星が固有の明るさを持つことを利用して，観測者からこれらの超新星まで距離を求めて赤方偏移による後退速度との関係を詳しく調べることで得られた結論である。これにより，パールマッター，シュミット，リースが2011年度のノーベル物理学賞を受賞した。

Ⅰａ型超新星は，質量が太陽質量の1.38倍をチャンドラセカール限界とする白色矮星の超新星爆発によるものである。主に連星系の一方に連続的に物質が供給される過程でチャンドラセカール限界を越えて炭素燃焼過程により超新星爆発が起こる。この場合の超新星の質量がほぼ均一であるため，ピークの明るさが一定となるので標準光源として用いることができる。

延世大学校チームの論文は，このⅠａ型超新星の明るさが一定であるという仮定が正しいかどうかを調べることで，従来の結果についての再検討を促したものである。Ⅰａ型超新星の標準化された明るさは，星の種族，質量および局所星形成率と相関している可能性を示唆している。

しかし，これ以外のバリオン音響振動や宇宙マイクロ波背景放射なども，宇宙の加速膨張から得られるダークエネルギーについての結論を支持しているので，まだ議論は続くようだ。

ベテルギウス

冬の代表的な星座であるオリオン座のα星が，左上にある赤いベテルギウス（Betelgeuse，640±150光年）だ。星座のα星，β星，γ星は一般には明るさの順に名付けられている。ただ，諸般の事情で例外もあって，オリオン座で最も明るいのは右下の青白いリゲル（Rigel，860±80光年）らしい。いずれも１等星だが，全天には１等星（視等級が1.5等級より明るいもの）が21個しかないので，たいへん貴重な存在だ。

ところが，そのベテルギウスが最近２等星にランクダウンしそうとの話が伝わってきた。ベテルギウスは太陽質量の12倍（Wikipedia:en）の赤色超巨星である。約6.4年周期の変光星で明るさは0.0−1.3等級の範囲で変化するようだが，最近は1.5等級前後で低迷している。また明るくなればよいが，そうでないと楽しいことが起こるらしい。

太陽の20倍くらいの星の恒星内元素合成反応では，水素→ヘリウムの元素変換が終わりヘリウム→炭素になるあたりで赤色巨星になる。炭素→ネオンが1000年かかるが，ネオン→シリコンが１年，シリコン→鉄が２日で終了して超新星爆発する。このときネオン→シリコン反応で急激に収縮して暗くなるというので，もし現在の減光がネオン→シリコンであれば１年続いて我々が生きている間に超新星が見られるということになる，という説がtwitterで流布していた。本当かな？元素合成のシークェンスはおおむねあっているようだ。

オリオン座といえば，昔，忘年会の帰りに，オリオン座が冬空に映えるなあとおもいながら自転車をふらつかせていたら，頭から田んぼにつっこんだことを思い出す。まだ若かったので怪我もなく無事に帰宅できた。

（注）この現象は数年から10年に一度くらいの割合で発生しているようなので，心配する必要はないというか，残念であったというか・・・

［１］Stellar Evolution （Zucker，2010）
［２］CESAR Booklet ver. 2 （CESAR，2018）
［３］Plot a light curve（AAVSO米国変光星観測家協会）
［４］オリオン座のベテルギウスに異変，超新星爆発の前兆か（CNN.co.jp 2019）
［５］ベテルギウスの最期：超新星の徴候とその威力（ActiveGalactic 2010）

図　ベテルギウスの光度曲線（AAVSOより引用）

公転速度と公転周期

万有引力定数は，G=6.7 × 10^-11 m ^3 kg^-1 s^-2 である。高等学校の物理の教科書にのっているように，質量 M kg の天体の周りを質量 m kg の天体が速さ v m/s の速度で半径 R m の等速円運動するとき，$ \dfrac{G M m }{R^2} = \dfrac{m v^2}{R}$ から，$ v= \sqrt{\dfrac{GM}{R}} $，周期は$ T = \dfrac{2 \pi R }{v}$であった。これで，ブラックホール（BH）のまわりの"惑星"の公転速度と公転周期が求まる。だからどうしたといわれても。

地球−月（M = 6.0 × 10^24 kg, R = 3.8 × 10^8 m）→（v= 1 km/s, T= 0.76 y）
太陽−地球（M = 2.0 × 10^30 kg, R = 1.5 × 10^11 m）→（v= 30 km/s, T= 1.0 y）
銀河中心-太陽（M = 2.2 × 10^41 kg，R= 2.6 × 10^20 m）→（v= 240 km/s, T= 2.0 × 10^8 y）
BH−"惑星"（M = 8.2 × 10^36 kg，R = 1.0 ×10^17 m）→（v=74 km/s, T=2.7 × 10^5 y）

［１］国立天文台，最新の観測による銀河中心〜太陽系の距離や回転速度を発表
［２］超大質量ブラックホール（Wikipedia）

ブラックホールの周りの惑星

物理ではなかなかびっくりする話がない。いや，あるのだが，驚嘆するためにはそれなりの基礎知識が必要なのでたいへんだ。数学でもそうかもしれない。その意味では望月新一さんのIUTはとても大きなトピックだった。一方，天文学では結構な頻度で，驚きのニュースが飛び込んでくるような気がする。最近のそれは，ブラックホールの周りの惑星だ。

ブラックホールの周りには降着円盤があることは，福江先生の得意分野でもあるので知っていた。そこに原始太陽系の形成モデルのシミュレーションを適用すると，銀河中心にあるような太陽の1000万倍の質量を持つ巨大ブラックホールのまわりのミクロな塵から，数億年をかけて，ブラックホール中心から10光年ほどのところに，地球質量の10倍程度の惑星が１万個以上形成されるというものだ。となりの惑星との距離は0.1光年のオーダーかな。生命が誕生するような熱源は確保できるのだろうか。ＳＦ作家の夢が広がるだろうか。

［１］K. Wada, Y. Tsukamoto and E. Kokubo,  Planet Formation around Supermassive Black Holes in the Active Galactic Nuclei（2019.11.26）

レオーノフ

台風19号による河川の氾濫は広範囲の地域に渡って甚大な被害となっている。地震を含め，当分はこのような自然災害が続くことが予想される。米国のためのイージス・アショアや辺野古移設利権などに税金を投入するくらいであれば，自衛隊の体制を災害救助目的で強化するほうに使うほうがよほど人命を救い国富を守ることにつながるように思える。

数日前にソ連の宇宙飛行士で世界初の宇宙遊泳に成功したアレクセイ・レオーノフ（1934-2019）がなくなったというニュースがあった。ニュース等ではあまり強調されなかったが，レオーノフといえば宇宙をテーマとした絵画を見たことが印象に残っている。たぶん，千里の万博公園あたりだったように思うのだが，1970年の大阪万博の時だったのかどうか（たぶん時期的に違うような・・・），既に記憶がはっきりしない。

アポロ11号

1969年の7月20日の20:17（UTC）にアポロ11号の月着陸船が人類初の月面着陸に成功した。日本時間では7月21日の5:17（JST=UTC+9）になるのだけど，高校１年の自分はこれをテレビの実況中継で見ていたのだろうか？あまりはっきり記憶にないし，それほど感動しなかったような気もする。当時は早川書房のＳＦマガジンの定期購読者であり，月をテーマとした短編の特集がその前後１〜２年にあったのははっきり憶えている。いずれにせよ，１年後の1970年の夏休みには大阪万博のアメリカ館で，そのアポロ11号が持ち帰った月の石を見ることになるのだった。ソ連館に比べるとその曇りの日夕方の行列の待ち時間はたいしたことはなく，月の石の感動もそれほどのものではなかった。

宇宙開発のこれまでの歴史で最も感動したのは，1970年2月11日の13:25に内之浦から打ち上げられた日本初の人工衛星おおすみの方である。建国記念の日は1966年に制定されており，当日は祝日だったはずなので，家でテレビの中継にかじりついていた。夕方のニュースなどを繰り返して見続けた。各国独自のロケットによる打ち上げでは，ソ連1957，アメリカ1958，フランス1965，につづいて4番目，その後すぐに中国1970，イギリス1971が続いた。1966年から始まった東大宇宙航空研究所のラムダ４Ｓシリーズで，４回も失敗を重ねて新聞を賑わしていたので，やっと達成できたという喜びが大きかった。

次に感動したのは，1972年3月2日にケープカナベラルから打ち上げられた惑星探査機パイオニア10号である。3月3日から5日までが，国立大学一期校の大学入試であり，前日に金沢から大阪に向った雷鳥の中で新聞記事を見てすごいと思った。それ以前にもこのニュースは伝わっていたが，いよいよ現実のものとなったのかと感慨深かった。そのときに金属銘板に刻まれた図を以下に引用した。果たして，人類の存在に気付く地球外知性体は存在するのかというテーマであり，地球と人類の自己紹介を刻んだものであった。

図　探査機に取り付けられた金属板（Wikipediaより）

キロノヴァ

（原子核物理でつむぐｒプロセスからの続き）

冨永さんの話に「キロノヴァ」というキーワードが登場し，疑問符のままにしていたが，やはり気になるので調べてみた。

新星（nova）：白色矮星と主系列星の近接した連星で，主系列星からの水素が降着円盤を経由して白色矮星の表面に蓄積している。その核融合連鎖反応によって白色矮星の表面が爆発して光度が千倍から数百万倍に急激に増光するもの。銀河系内の発生頻度は年に数十例（観測は数例）とされている。

超新星（supernova）：大質量の恒星の中心部の核反応が進んだ結果，中心核の圧力が低下し中心部に中性子星やブラックホールを形成する最に，爆発的に外層を吹き飛ばすことできわめて大量のエネルギーを放出するもの。新星の１万倍から十万倍の明るさとなる。銀河系内の発生頻度は数十年に１度（観測頻度は数百年に１度）とされている。他の銀河系も含めると年に数百例程度観測される。

キロノヴァ（kilonova）：中性子星の連星，または中性子星とブラックホールの連星が融合する際におこる大規模な爆発。新星の千倍程度の明るさになる。超新星の10分の１から100分の１の明るさである。これまでに数例観測されている。元素合成のｒ過程を担う重要な現象だと考えられるようになった。

追伸：「ノヴァ」といえばサミュエル・Ｒ・ディレーニーのＳＦですね。地中海に響くシリンクスの音色が今も記憶に残っている。