有名な不死の星、ベテルギウスはどれくらい離れているのでしょうか？

ベテルギウスから地球までの距離の測り方

はじめに: チリの ALMA 望遠鏡がサブミリ波で赤色巨星ベテルギウスの画像を撮影しました。この画像には、これまでほとんど見たことのないものが写っている。赤色巨星の大気から恒星の左側に噴き出す高温のガスの柱だ。 ALMA望遠鏡を使用すると、極めて不安定な赤色巨星を観測できます。

爆発する運命にある星、ベテルギウスはどれくらい離れているのでしょうか？

ベテルギウスはオリオン座にある明るい赤い星で、その星の寿命の終わりを迎えており、いつか超新星として爆発するでしょう。 2019年後半から2020年初頭にかけて、ベテルギウスは突然、予期せず暗くなりました。もうすぐ爆発するぞと冗談を言う人もいました。しかし、そうはならなかったらどうなるでしょうか?ベテルギウスが超新星爆発を起こすと、地球上の生命に影響が出るでしょうか？ベテルギウスは私たちからどれくらい離れていますか？

良いニュースは、もしベテルギウスが爆発したとしても、壮観な光のショーを見せてくれるほど近い距離にありながら、地球に害を及ぼさないほど遠い距離にあるということだ。まず、距離についての質問に答えましょう。ベテルギウスは約724光年離れています。実際、ベテルギウスのような比較的私たちに近い星の場合でも、この答えを得るのは非常に困難です。

新しい測定技術

天文学者がベテルギウスやその他の近傍の恒星までの距離をより正確に測定できるようになったのは、ここ 30 年ほどのことである。この進歩は新しい技術によって説明されます。この技術は、1989年に宇宙機関（ESA）がヒッパルコス（有名なギリシャの天文学者ヒッパルコスにちなんで名付けられた）と呼ばれる宇宙望遠鏡を打ち上げたときに始まりました。ヒッパルコス宇宙望遠鏡は数年にわたる観測を経て、比較的近くにある 10 万個以上の恒星の視差と距離のデータを提供しました。

これらの測定値は、今日見られる恒星間の推定距離のほとんどの基礎となりました。

ヒッパルコスの生データによれば、ベテルギウスの視差は 7.63 ミリ秒角でした。これは満月の幅の約100万分の1です。視差に基づく計算では、距離は約 430 光年となります。

近くの星と遠くの背景の星の相対的な位置は、2 つの場所から見るとわずかに変化します。また、6 か月間隔で地球を観測した場合、これら 2 つの場所の距離は地球の軌道の直径になります。 αは視差角です。

測定誤差

ベテルギウスは変光星なので、その明るさは時間とともに変動します。ベテルギウスが暗くなるのは、これまで観測された中で最大の明るさの低下であるため、私たちは興奮していますが、ベテルギウスまでの距離を測定することがより困難になることも予想されます。

その後の研究で、ヒッパルコスの変光星データのテスト方法にいくつかの誤りがあり、ヒッパルコスのテスト距離が小さくなっていたことが判明しました。これらの誤差を修正した後、天文学者は5.07ミリ秒角の視差を算出し、ベテルギウスの推定距離は当初の測定値の430光年から約643光年（誤差±46光年）に変化した。

2017年、天文学者たちはベテルギウスの視差が4.51ミリ秒角であることをさらに裏付ける新たな計算結果を発表しました。ヒッパルコスデータの新たな分析には、地上の電波望遠鏡による観測も含まれていた。これにより、ベテルギウスの測定距離は約 724 光年となり、データの不確実性を考慮すると、より正確には 613 光年から 881 光年の間になります。

ガイアがベテルギウスまでの距離を測定できない理由

ご存知のとおり、宇宙機関のガイア天体測量ミッションの目的は、天の川銀河を3次元で地図化することです。 ESAは、2022年6月にガイアの第3波のデータが発表され、現在、天の川銀河には推定20億個の恒星があると発表した。

しかし、ベテルギウスはこれらの星の中には含まれておらず、天文学者はガイアを使ってベテルギウスまでのより正確な距離を見つけることができない。主な理由は、ベテルギウスが宇宙船のセンサーにとって明るすぎるためである。

ベテルギウスの位置を示すオリオン座の地図

視差についてさらに詳しく

近くにある物体を 2 つの異なる場所から見て、その位置が遠くのランドマークに対してどのように変化するかに気づいたことがありますか?これを視差効果といいます。天文学者は、近くの星を中心点として、地球の位置から 6 か月間隔で見た空の遠くの背景の星の位置を測定することでこれを決定します。その間に、地球は軌道の反対側に到達しました。したがって、この 2 つの地点は約 1 億 8,600 万マイル (3 億キロメートル) 離れており、これは地球の軌道の直径に相当します。天文学者は、観測された星の 2 つの位置にある背景の星の差を利用して、視差角を導き出し、地球からの距離を計算することができます。

古代ギリシャの天文学者は視差の概念を知っていましたが、空の非常に細かい角度を測定する技術がありませんでした。その結果、恒星の視差を測定する試みはすべて失敗に終わり、1838年にドイツの天文学者フリードリヒ・ベッセルが成功しました。ベッセルは望遠鏡を使用し、2つの観測地点が地球の軌道の反対側にあったにもかかわらず、わずかな角度のずれを識別するのは困難でしたが、はくちょう座61番星までの距離が11光年であると判定するには十分でした。

視差の使用の制限

ベッセルの時代から1989年のヒッパルコスの打ち上げまで、天文学者たちがカタログに記録したのはわずか数千の視差だけだった。多くの影響要因があるため、このプロセスを進めるのは困難です。極めて小さい角度、機器の欠陥、地球の大気の曇りなどにより、測定は困難を極めます。大気は、砂漠や山頂のような非常に晴れていて暗い場所であっても、地球からの観測結果を歪めます。

ヒッパルコスは1989年に宇宙からの観測を開始し、地球の大気圏の限界を打ち破り、当時としては前例のない精度で星の位置に関するデータを取得しました。天文学者たちは、地上と宇宙の観測所を組み合わせて、計測機器やデータ分析方法の革新を通じて、これらの測定を改良し続けています。

結論: ベテルギウスは変光星であるため、距離を測定するのは特に困難です。ヒッパルコス宇宙望遠鏡と地上の電波望遠鏡のデータに基づく複雑な計算により、その距離は約 724 光年と推定される。

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著者：EarthSkyandの編集者

FY: 人々

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