5万年に一度！珍しい緑色の彗星が2月2日に地球に「接近」します。どうやって観測するのでしょうか？

5万年に一度の緑色の彗星が地球に接近しており、2月2日に近地点を通過すると予想されています。その時の観測条件が良ければ、その影が肉眼ではっきり見えるかもしれません。観察ガイド >>

記者：段然、写真・文編集者：陳勇傑

ニューメディア編集者/呂冰鑫

インタビュー専門家:

コウ・ウェン（北京天文館 シニアエンジニア）

2023年1月中旬から下旬、人々が旧正月を祝っていたとき、招かれざる客が静かに夜空に現れた。多数の天文愛好家が、身を切るような寒風の中、様々な機材を運び、各観測地点へと移動を開始し、推定範囲内に視線を固定し、広大な星空にその美しい姿を垣間見ようと注意深く捜索した。彼らが探しているのは、100万年に一度しか現れない彗星だが、その名前は「C/2022 E3 (ZTF)」という単調な文字列にすぎない。

▲1月29日の星空におけるC/2022E3(ZTF)の走行位置（写真提供：theskylive.com）

私はどこでも彼を探した

これまでに公開された写真では、彗星はエメラルドグリーンで、明るく幅広い尾を持っていることが分かります。研究者らは、彗星の核を取り囲む塵の雲（コマ）に炭素が含まれているため、緑色の光を発していると分析した。その核の直径は約1.6キロメートルで、尾は数百万キロメートルに渡って伸びています。天文学者の計算によると、今回夜空に現れた彗星C/2020 E3（ZTF）の公転周期は約5万年だが、もちろんこれは現在の観測データに基づく大まかな推定値にすぎない。しかし、いずれにしても、長周期彗星なので、私たちがそれを見られるのは一生のうちに一度だけという運命にある。公開された観測データによると、彗星は1月12日に近日点を通過し、2月2日に地球に最も接近し、距離は4200万キロ（約0.28天文単位）となる。

▲Stellariumソフトウェアを使用して計算された1月28日から2月4日までのC/2022E3（ZTF）の軌道（画像提供：Stellarium）

それで、彗星はどれくらい明るくなるのでしょうか?

天体の明るさを測るには「等級」を使います。数字が低いほど明るくなります。 1986年にハレー彗星が戻ったとき、その最も明るい等級は3.5に達しました。それに比べると、彗星 C/2022E3 (ZTF) ははるかに明るさが劣ります。 「この彗星の明るさは5～6等級で、双眼鏡などの機器を使えばかすんだ雲として見ることができる」と北京天文館の上級エンジニア、コウ・ウェン氏は語った。しかし、彼はこの彗星の観測条件はまだ比較的良好であると考えている。「多くの彗星は日の出と日の入りに近い早朝と夕方遅くに出現し、観測ウィンドウは非常に短いです。現在、この彗星は北極星の近くにあり、夜間の観測時間は非常に長いため、落ち着いて観測活動を手配できます。」

彗星 C/2022 E3 (ZTF) の観測のヒント最適な観測日

北京時間1月28日から2月4日の間、彗星の明るさは5等級前後となる。彗星は北京時間2月2日に近地点に到達し、2月1日から2月2日までが観測に最も適している。

観察時間の推奨事項

LHAASOは天の川から来た1.4ペタ電子ボルト（ペタ電子ボルト）のエネルギーを持つガンマ光子を検出した。これは人類が観測した光子の中で最も高いエネルギーを持つ光子である。彗星を観察する場合は、太陽光や月明かりの干渉を避ける必要があり、月が沈んだ後に観察するのが最適です。例えば北京では、2月1日の午前4時頃に月が沈み、2月2日の午前7時30分頃に月が昇ります。この時間帯は観測効果が最も高くなります。

観測地点の選択

都市の光害の影響が少ない郊外の遠い地域は避けるようにしてください。北京エリアでは、明の十三陵の思陵エリア、延慶の華海、大荘科長城などが理想的な観察地です。

観察ツールの推奨事項

ご自身の状況に応じて、8 ～ 10 倍の望遠鏡で一般的な観測ニーズを満たすことができます。写真を撮る場合は、一眼レフ＋望遠レンズを使うのが最適です。観測当日は風が強いため、三脚などを使用して観測機器を固定することをお勧めします。

その他の考慮事項

1月31日から2月1日まで、北京では強風と涼しい天候が続き、郊外は全体的に寒くなります。観察中は保温に注意してください。

彗星C/2022 E2(ZTF)は天文学愛好家の間で観測への大きな熱狂を呼び起こしました。北京のアマチュア天文家であるリンさんは、この観測活動のために入念な準備を行った。リン氏は、最も印象に残ったのは1997年に夜空を訪れたヘール・ボップ彗星だったと振り返った。近日点を通過した時の明るさは-1.8だった。 「基本的に、月を除けば、この彗星は当時、夜空で最も明るく、数か月間続きました」と林さんは興奮気味に語った。「それ以来最も明るい彗星は、2020年のネオワイズ彗星です。当時、私は大荘長城にいて、夜明けにこの彗星を観察しました。普通の望遠レンズでその姿をはっきりと捉えることができました。」この彗星を一目見たい天文愛好家に、コウ・ウェン氏はこう提案した。「まず、街灯の邪魔にならない場所を探さなければなりません。明るい街で2～3等星を見るのは難しいです。今回の彗星は5～6等星に過ぎず、観測地点は光害の少ない場所にする必要があります。」第二に、コウ・ウェンは、観測における月光の干渉をできるだけ避ける必要があると考えています。 「したがって、より良い観測結果を得るために、郊外での月の入りの時刻を選んで観測するようにしてください。」コウ・ウェン氏は強調した。林さんはC/2022 E2(ZTF)彗星を観測するために、明の十三陵の思陵地区を最適な観測地点として選びました。市街地の光の干渉からも遠く離れており、理想的な観測ポイントです。彼は1月29日の早朝に最初の観察のために思陵廟に到着した。 「彗星は現在、こぐま座とりゅう座の間を移動しています。普通の双眼鏡でも、ぼんやりとした彗星の姿が大体見えます。20倍の望遠鏡を使えば、彗星に霧の層が見えるくらいです。これは、民間の一般的な観測機器では、基本的に限界です。」リン氏は言った。

▲2020年7月4日に大荘長城で撮影されたネオワイズ彗星（写真提供：林氏）

C/2022 E2(ZTF)は2020年のネオワイズ彗星よりもはるかに暗いですが、天文学愛好家であるリンさんはそれでも非常に興奮しています。 「通常の観測機器で彗星が見えるというのは珍しいので、それを撮影することができてとても興奮しています」とリンさんは語った。現在、彗星は猛スピードで北極星に接近しており、2月2日頃に最も明るくなる。その姿は目立たないものの、数万年ぶりの天と地の遭遇は、寒い夜に天文愛好家が期待する価値がある。

空に現れる珍しい生き物

ほとんどの人は、彗星の正確な姿を本やテレビ、インターネットでしか見たことがなく、夜空で自分の目で見る機会は多くありません。空のどこにでも見える星々に比べ、彗星の出現は偶然にしか遭遇できないものです。彗星は一般的にサイズが小さいです。小さな彗星の中心核の直径はわずか数百メートルで、最大のものでも数十キロメートルしかありません。 2022年、NASAは核がわずか129キロメートルの巨大彗星を発見した。 「太陽系全体には膨大な数の彗星がありますが、人類が発見した彗星の数はまだまだ少ないのです！」コウ・ウェンは言った。科学者たちは、太陽系には何兆個もの彗星があると推定しています。太陽系の8つの主要な惑星などの「主役」に比べると、彗星は「おまけ」としか考えられません。しかし、国際天文学連合（IAU）の小天体センター（MPC）が発表したデータによると、2023年1月27日現在、人類が発見した彗星は合計4,446個で、全体から見ると氷山の一角に過ぎないという。

▲2022年12月24日にカリフォルニアのZTF装置で撮影されたC/2022E3(ZTF)彗星の画像（写真提供：NASA）

彗星はどのように命名されるのですか?

昔は、新しく発見された彗星には発見者の名がつけられるのが一般的でした。例えば、1998年に出現したヘール・ボップ彗星は、アラン・ヘールとトーマス・ボップの姓にちなんで命名されましたが、発見される彗星の数が劇的に増加するにつれて、この命名方法は時代遅れになりました。国際天文学連合が、文字と数字の列を使って彗星を識別する新しい彗星命名システムを開発したのは、1994年になってからでした。 「彗星の番号から、発見された年月や種類などの重要な情報が分かります。」コウ・ウェン氏は記者に「例えば、今回出現したC/2022 E3（ZTF）の場合、2022は2022年に発見されたことを意味します。同時に、各月を10の位と10の位に分け、24の文字で表します。例えば、Aは1月上旬、Bは1月下旬、Eは3月上旬、3は発見数を表します。先頭のCは長周期または非周期彗星を表し、Pの文字であれば短周期彗星を表します」と紹介した。 「また、彗星には発見者や発見機関の名前が付けられます。今回出現したC/2022 E3（ZTF）の場合、括弧内のZTFは発見機関である「ツビッキートランジェントファシリティ」の略称です」とコウ・ウェン氏はさらに付け加えた。この番号付けシステムによれば、発見・確認されたすべての彗星には独自のID番号が付けられ、彗星情報の整理が非常に容易になります。例えば、最初に確認された短周期彗星であるハレー彗星は、このシステムで正式に1P/1682 Q1と番号付けされました。これは、1682年8月下旬に確認された短周期彗星であることを意味します。彗星が太陽の周りを回る周期は、数年から数万年までさまざまです。一般的に、周期が200年未満の彗星や近日点を2回通過する彗星は短周期彗星、周期が200年を超える彗星は長周期彗星とみなされます」とコウ・ウェン氏は説明した。

どんな彗星が見えるのでしょうか？

短周期彗星の軌道周期は一般的に数年から数十年の範囲ですが、最も短いものはわずか 3 年です。これらの彗星は主に太陽系のカイパーベルトから来ています。彼らは太陽系の「永住者」です。 「C」で始まる長周期彗星は、一般的に、より遠いオールトの雲から来ると考えられています。このタイプの彗星が太陽の周りを回る周期は、数百年から数千万年の範囲です。いくつかの小惑星は、単に双曲線または放物線軌道で太陽系に突入し、近日点を通過した後、深宇宙に投げ出され、二度と戻ってこない。本当に「袖を振り払って雲一つ取り去らずに去っていく」のです！ 「彗星の軌道は非常に特殊で、そのほとんどは平らな楕円形をしています。軌道のほとんどは太陽から非常に遠く、非常に暗いため、観測が困難です。毎年見ることができる彗星の数は非常に限られており、平均して約8〜10年ごとに明るい彗星が出現します。」コウウェン氏は語った。 「それ以外では、毎年現れる彗星の大部分は、小さな暗点に過ぎません。」実際、彗星は太陽に近づき、放射線や放出物質の影響を受け、明るさが増すときを除いて、ほとんどの時間、太陽系内で「隠者」であり、視認性は非常に低いです。彗星の大部分は私たちの視界の外をさまよう運命にある。太陽系に入った後、これらの小さな生き物たちは長い旅をしなければならないだけでなく、惑星の重力の隙間を通り抜け、危険な状況で生き残る必要があります。このため、軌道を正確に予測することが難しい彗星が相当数存在します。短周期彗星であっても、さまざまな客観的な要因により、いつ戻ってくるのか、また、私たちがそれを見ることができるのかどうかは、人間が判断することが難しいのです。例えば、1846年に発見されたブローゼン彗星は、もともと公転周期が5年でしたが、19世紀後半には消滅しました。もう一つの例は、1930年に発見されたシュワルツマン・ヴァッハマン第3彗星です。発見された当時は5年の公転周期でしたが、1995年にいくつかの破片に崩壊し始め、徐々に姿を消しました。本当に数々の危険や困難を乗り越えて私たちの視界に入ってくる彗星は、まさに大海の一滴と言えるでしょう。

「邪悪な星」？ 「ラッキースター」！

人類が天体現象を計画的に観測し始めた古代から、彗星は人々の視界に頻繁に現れてきました。人類が彗星を理解するには、かなり長い過程を経てきました。

2,600年前、春秋時代の魯国の歴史家は「秋の7月に、星が北斗七星に入った」という言葉を書き記し、人類による彗星に関する最古の記録を完成させました。しかし、科学的合理性が欠如していた時代、古代の人々は彗星を星空に尾を引きながら移動する予測不可能な不吉な存在とみなし、差し迫った災害の前兆であると当然考えていた。古代中国の書物には「流星が現れると災害が起こる」という諺がある。西洋では、彗星は神の怒りや世界の終わりの前兆とみなされることが多く、邪悪な星として西洋の大衆文化に根付いています。

皮肉なことに、もともと「邪悪な星」と考えられていた彗星は、近代において人類の科学の発展を強力に促進してきました。 1682年、空に巨大な彗星が現れました。この壮大な天文現象はヨーロッパ中に広範囲にわたる社会的パニックを引き起こした。しかし、このような雰囲気の中で、ニュートンと彼の親友ハレーは彗星の運動の法則について熱心に議論しました。ニュートンは、自分が発見した万有引力の法則をどのように利用して彗星の楕円軌道を計算したかをハレーに詳しく説明した。この方法にハレーは大いに驚嘆し、後にニュートンに資金を提供し、彼の理論を「自然哲学の数学的原理」という本に書き記させた。 「彗星愛好家」であったハレーは、過去 300 年間の彗星の記録も調べ、ニュートンの万有引力の法則を用いて、1682 年に現れた彗星は 1531 年と 1607 年に現れた彗星と同じで、周期は約 76 年であると推測しました。彼は、76年後にこの彗星が再び空に現れるだろうと大胆に予言したのです。 76年後の1758年、ハレーの予言は現実となったが、ニュートンとハレーはもはや彗星を見上げる群衆の中にはいなかった。そしてこの彗星は、人類の彗星観測の歴史において頻繁に現れたハレー彗星に他なりません。

ハレー彗星の再来は、ハレーの彗星の軌道に関する科学的予測を証明しただけでなく、ニュートンの古典力学体系の強力な証拠も提供した。ハレー彗星の出現は世界に災難をもたらしたわけではないが、間接的に現代天体物理学の発展を重要な一歩前進させた。この観点から見ると、この彗星は実際には人類の文明にとっての祝福のようなものだ。

▲ヨーロッパの木版画：1577年にプラハに現れた大彗星（写真提供：チューリッヒ中央図書館）

今日の進歩した現代科学では、人類による彗星の探査はかなり徹底したものになっています。地上の調査望遠鏡で彗星の幽霊のような姿を捉えたり、探査機を直接打ち上げて近距離から彗星の構造を観測したりと、人間の科学的手段によって彗星の本当の姿がはっきりと見えてきます。ハレー彗星は、その残留熱を観測サンプルとして人類の探査に提供し続けています。1986年にハレー彗星が再び戻ってきたとき、欧州宇宙機関のジオット、旧ソ連のベガ1号と2号、日本のコメット号とパイオニア号が急いでハレー彗星に接近し、彗星の核に関する直接情報を収集しました。研究者らは、これが長さ15キロメートル、幅7～10キロメートルの小さなピーナッツ型の天体であることを発見した。コマと尾を形成する放出物質は、主に水、一酸化炭素、メタンなどの物質の混合物です。これらの物質は、太陽風の作用により、彗星の核にある 7 つの噴出孔から噴出されます。何千年もの間、東洋と西洋の文化で不吉な星とみなされてきたこの彗星は、水氷、岩石、凍ったガスで構成されたごく普通の小天体である。

▲1986年に帰還したハレー彗星（写真提供：britannica.com）

ハレー彗星に加えて、その後の数十年間に人類はディープ・スペース1、ディープ・インパクト、スターダスト、ロゼッタなどの探査機を打ち上げ、接近探知、衝突、着陸を通じて他の彗星を研究しました。彗星に対する人類の理解は絶えず進歩しています。

制作：サイエンス・セントラル・キッチン

制作：北京科学技術ニュース |北京科学技術メディア

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