宇宙画家の手にある超クールな星空の「パレット」、今まで見たことがないかもしれません

著者 |馮紫陽

レビュー |董 晨慧

編集者 |趙静源

晴れた月のない初夏の日に、都市の光害から遠く離れた場所に行き、暗くなってから南東を見ると、地平線からゆっくりと昇ってくる夏の天の川を見ることができます。天の川の中心の西側にあるさそり座には、見かけの等級が約1等級のオレンジがかった黄色の明るい星があります。これは蠍座の方向にある最も明るい星、アンタレスです。その周囲には、輝線星雲、反射星雲、暗黒星雲からなる大規模な星間雲複合体があります。これをρへびつかい座雲複合体と呼びます。色彩豊かなその姿は絵の具のパレットに似ており、黒、赤、青、黄色などの色が織りなす美しい光景を呈しており、天文学愛好家からは「宇宙パレット」という愛称で親しまれています。夏の星空では、間違いなく最も人気のある観測対象の一つであり、その美しい色彩に魅了される天文愛好家は数え切れないほどいます。

星空のカラーパレット。出典: ステラリウム

恒星のカラーディスクは、夜空で最も色鮮やかな領域の 1 つです。 1883年にアメリカの天文学者エドワード・バーナードによって初めて発見されました。濃いガスと塵で構成された星形成領域です。天体の中心座標は、赤経16h28m06s、赤緯-24°32'30"です。北半球の夏の空にある深宇宙天体です。地球から約460光年離れており、最も近い星形成領域の一つです。へびつかい座ロー星団や宇宙色円盤のほか、へびつかい座分子雲、インテグラル691、XSS J16271-2423などとも呼ばれています。

恒星のカラーディスク付近の空の領域の星図。出典: ロベルト・ムラ (CC BY-SA 3.0)

恒星のカラーディスク付近の空域には多くの深宇宙天体が含まれており、そのうちの黄色の部分は IC 4606 として番号が付けられています。これは、アンタレス (さそり座α星) の周囲の空間に位置する反射星雲です。アンタレスによって照らされているため、アンタレス反射星雲とも呼ばれています。アンタレスは、赤色超巨星 (アンタレス A) と青色主系列星 (アンタレス B) からなる連星系です。アンタレスAのような寿命の終わりを迎えた赤色超巨星は、外側に膨張し、表面温度が下がり（赤みがかった黄色の理由）、明るさが劇的に増すだろう。 IC 4606 はアンタレスの光を反射して黄色に見えます。 IC 4606 の近くの空には、星の密度が非常に低い球状星団 NGC 6144 があります。この星団の天球上の投影は IC 4606 に比較的近いものの、空間的には非常に離れており、物理的なつながりはありません。 IC 4606 の右側には、別の球状星団 M4 (かに星団とも呼ばれる) があります。この 2 つの星団の間には物理的なつながりはありません。 M4は人類史上初めて単独の星に分解された球状星団です。小さな望遠鏡を使えば、その構造のいくつかを識別できます。

アンタレス連星系。出典: SpaceEngine

恒星のカラー ディスクの青い部分は、IC 4604 (LBN 1111)、IC 4603 (LBN 1109)、および IC 4605 で構成されており、これらは IC 4606 と同様に反射星雲です。この部分は空のカラーディスクの半分以上の質量を占めるだけでなく、空のカラーディスクの中で最も星形成が活発な領域でもあり、多数の星が生まれています。 IC 4604 は、中心領域で Rho Ophiuchi 星 (「Rho Ophiuchi 複合体」という名前の由来) によって照らされています。へびつかい座ロー星は 5 つの星からなる多重星系で、そのすべてが青色の主系列星または準巨星であるため、IC 4604 は青く見えます。

アンタレス（τ Scorpii）とアンタレス（σ Scorpii）の近くには、アンタレスの周りの Sh2-9（Gum 65）などの赤い輝線星雲が多数あります。星の光に含まれる高エネルギー紫外線がガス雲内の水素原子を励起し、電子が原子核から分離します。電子と水素原子核が再結合すると、より低いエネルギーが放出され、この赤みがかった輝線星雲が生成されます。しかし、Sh2-9 はアンタレスが発するかすかな青い光も反射するため、反射星雲でもあります。

球状星団M4と放射/反射星雲Sh2-9。出典: Wikipedia

次に、恒星の色円盤の北東にある暗黒星雲 B44 と B45 に注目してみましょう。それらは、恒星の色の円盤に挿入された一対の翼のようなものです。ここは冷たい水素雲が非常に密集している場所であり、将来新しい星が形成される「ゆりかご」となる場所です。それらは、背後に隠れた星から発せられる可視光を遮ります。これらの塵の雲は天の川の東側に広がり、恒星の色の円盤を越えて、パイプ星雲として知られる別の暗黒星雲まで達します。

パイプ星雲。出典: ESO

恒星のカラーディスクは恒星の進化を研究するための天然標本です。 2023年3月と4月に、ウェッブ宇宙望遠鏡は恒星のカラーディスク内のIC 4603を撮影し、この広大な星雲複合体のこれまでにない詳細を明らかにしました。以下に示すこの小さな空の部分は、視野が 6.4 分角で、約 390 光年離れています。そこには約 50 個の若い星が含まれており、そのほとんどは質量が太陽と同程度かそれより小さいです。画像の中で最も暗い領域は塵が最も多く、まだ形成中の原始星を厚い塵の層が包み込んでいます。この画像では、画像の上部右側に位置する巨大な双極性分子水素ジェット (赤い棒状のガス雲) が目立っています。これは、星が初めて塵の層から抜け出し、一対の反対向きのジェットを宇宙に吹き出すときに起こります。まるで生まれたばかりの赤ちゃんが初めて外界に手を伸ばすときのように。さらに、S1 Ophiuchi という番号の付いた連星系が、画像の下半分に黄色く光る「洞窟」を描いています。この連星系の主星の質量は太陽の約 4.1 倍で、写真に写っている星の中で太陽よりも大幅に質量が大きいのは主星だけです。ウェッブ宇宙望遠鏡からの画像は、この星雲の複雑な構造についての私たちの理解を改めて深め、恒星の進化の研究にとって大きな意義を持っています。

ウェッブ宇宙望遠鏡によって撮影された IC 4603。出典: ESA

天文学愛好家、特に星空の写真撮影を好む人にとって、星空のカラーホイールは常に最も人気のある撮影主題の 1 つです。では、星空のカラーホイールを撮影する際には、どのような点に注意すればよいのでしょうか。カメラを選ぶときは天文補正を使うのがベストです。私たちが普段使用しているカメラには、感光素子の前に赤外線カットフィルターが付いています。このフィルターを取り外すと、カメラが星や宇宙のカラーホイールからの赤外線をより効率的に受信できるようになり、写真にさらに多くの詳細と色が表示されるようになります。また、初期準備段階では、大口径レンズや三脚、赤道儀などの機材も必要になります。これは、地球の自転を相殺し、星の点の引きずりを回避して、長時間露光を実現し、信号対雑音比を向上させるためです。これらの機材がない場合は、短時間露光方式で撮影することもできます。 300 ルールを使用すると、1 枚の画像の露出時間 (つまり、露出時間 (秒) ≤ 300 ÷ レンズの焦点距離 (ミリメートル)) を決定し、後の段階で重ね合わせることができます。条件が許せば、より広い視野を持つ望遠鏡を使って写真を撮ることもできます。広角レンズを使えば、天の川の縁をさまよう星空の色環の壮大な光景も撮影できます。

星がいっぱいのゴージャスなパレット。出典: Wikipedia

撮影場所は光害のない場所を選ぶ必要があります。大気の状態が良好で、露出時間が長ければ、星空のパレットの鮮やかな色彩を捉えることができます。北半球では6月上旬、21時頃までに南東の低い空に星空カラーディスクが見つかります。真夜中に真上天頂に昇るので、写真を撮るのに最適な時間です。そして翌日の午前4時以降には、星空の色円盤は南西の地平線の下に沈んでいきます。

星の色の円盤を見つめるとき、私たちはただ美しい光景を鑑賞しているだけではありません。私たちは宇宙における星の誕生と進化も目撃しています。数十億年の宇宙の歴史と無限の謎を秘めたこの魔法のような空は、広大な宇宙の中で私たちがいかに取るに足りない存在であるかを深く感じさせてくれます。写真を通して、私たちは星のパレットの素晴らしさと壮大さを捉えることができ、その美しさをレンズと記憶の中に永遠に残すことができます。私たちのカメラレンズが、きらめく美しい瞬間を記録し、宇宙と踊り、生命の奇跡を感じますように。

参考文献

1. へびつかい座ロー雲複合体、ウィキペディア、https://en.wikipedia.org/wiki/Rho_Ophiuchi_cloud_complex

2. 2019 年 8 月の特集 – ロー・オフィウチ雲複合体、リトルロック大学、https://ualr.edu/tv/2019/08/08/august-2019-feature-rho_ophiuchi_cloud_complex/

3. アンタレス、Wikipedia、https://en.wikipedia.org/wiki/Antares

4. ウェッブ宇宙望遠鏡、太陽のような星の誕生をクローズアップして科学の1年を祝う、https://webbtelescope.org/contents/news-releases/2023/news-2023-128?news=true

5. へびつかい座ロー星は見事な色彩に満ちている、EarthSky、https://earthsky.org/clusters-nebulae-galaxies/rho-ophiuchi-cloud-complex-antares-m4-dark-nebula/

6. 深宇宙探査/黄丹丹：宇宙色彩図、中国写真ニュース、2021年第72号、7ページ

7. 夜空は見事な「カラーパレット」で満たされています。どうやって鑑賞し、撮影するのでしょうか？クイック検索ガイド、スターアライアンス CSVA、https://mp.weixin.qq.com/s/H6OTfMGcxXOfGRULOY4jXw

8. H II 星雲、AstroFotoBlog、https://www.astrofotoblog.eu/?cat=49

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