黒点の位置を観測し太陽の自転速度を求める

これからぼちぼち天文計算について書いていきます。

たいていの方はソフト・アプリを使っているでしょうから必要性はほとんどないと思いますが、どうしても自分でやってみたいという奇特な方向けです。

私も勉強中なので不正確なところや説明が足りないところもあると思います。記事に書かれた計算方法などを使われるときは必ず自分で確かめ納得した上でお願いします。

できるだけ正確な計算方法を心がけますが計算自体はExcelなどの表計算ソフトでできる方法にします。

といってもすぐに書けるわけはないのでこれまで別のブログで書いてきたことをベースにやっていきます。だから最初は同じ内容やリンクが多くなるとおもいますが、できるだけ早くこのブログだけで完結するようにまとめていきたいと思います。

-------

前書きだけで何も内容がないのもまずいので最近やっていた太陽黒点の経度緯度の求め方やそれから黒点の移動速度（＝太陽の自転速度）を求める方法について書いた記事へのリンクを紹介させていただきます。

概要

1.太陽の写真から太陽の向きと黒点の座標を求める。

2.北極方向角(P)を補正し太陽の自転軸を鉛直方向にしたときの黒点の座標を求める。

3.日面中心緯度（B0)を補正したときの黒点の座標を求め、黒点の太陽面の経緯度を算出する。

4.黒点の経度の日々の変化から黒点の移動速度（≒太陽の自転速度？）を求める。

5.おまけとして太陽の自転軸の傾きやその方向が未知としたとき、黒点の動きからそれらを求める方法を考察しています。


-----------

1.太陽の写真から太陽の向きと黒点の座標を求める。

太陽の全体が写真におさまっていないときや欠けた月にも適用できる方法です。

画像から太陽・月の中心座標を正確に求める方法について記しました。
「太陽や月の中心位置を画像から求める」 （旧ブログ）

具体的な計算式、計算方法は「5月15日の太陽と黒点（1/3）」にあります。 （旧ブログ）

上の記事は太陽や月が真円に近いことを前提にしています。ほんとに太陽が真円に近いのか検証してみました。
「お日様はまんまるか？」 （旧ブログ）

とは言っても朝夕に写真を撮れば太陽は大気差でひしゃげています。大気差で歪んでしまった太陽の画像から歪みを除いたデータを得る方法を記しました。
「ひしゃげたお日様をまあるくする」 （旧ブログ）

2.北極方向角(P)を補正し太陽の自転軸を鉛直方向にしたときの黒点の座標を求める。

撮影した画像・データを撮影データや北極方向角：Pで補正し、太陽の自転軸が鉛直方向となった画像やデータを求める方法を記しました。
これによってNASA等の画像と自分の撮った画像を比較することができるようになります。
「5月12日のお日様（黒点）」 （旧ブログ）

これも具体的な計算式、計算方法は「5月15日の太陽と黒点（1/3）」にあります。 （旧ブログ）

3.日面中心緯度（B0)を補正したときの黒点の座標を求め、黒点の太陽面の経緯度を算出する。

「黒点の緯度・経度を求める」 （旧ブログ）
観測データを日面中央緯度：B0で補正する方法について記しました。これによって黒点の太陽面での緯度・経度を求めることができます。
なお、この記事で使っているデータはダミーと考えてください。

「5月15日の太陽と黒点（1/3）」 （旧ブログ）
「5月15日の太陽と黒点（2/3）」 （旧ブログ）
「5月15日の太陽と黒点（3/3）」 （旧ブログ）
5月15日に撮影した画像の分析結果です。
特定の日の計算結果ですが計算式を示し計算方法を具体的に説明してあります。

「5月12日の太陽と黒点 」 （旧ブログ）
5月12日に撮影した画像の分析結果です。

4.黒点の経度の日々の変化から黒点の移動速度（≒太陽の自転速度？）を求める。

「目で見る黒点の動き (1/2)」 （旧ブログ）
「目で見る黒点の動き (2/2)」 （旧ブログ）
5月15日、18日の二日の観測から黒点の動きを分析しました。そして動きやとそれから算出した黒点の移動量（=太陽の自転周期？）を図示してみました。

「黒点の移動速度を求めてみた」 （旧ブログ）
日をおいて撮った画像から黒点の移動速度を（＝太陽の自転速度？）を求める試みです。

5.太陽の自転軸の傾きやその方向が未知としたとき、黒点の動きからそれらを求める方法を考察してみました。

太陽の自転軸が未知という前提で黒点の動きを解析する方法について考察しました。
「太陽の自転速度を求める・残された課題」 （旧ブログ）
「黒点の動きをイメージする」
「黒点の移動速度の求め方(暫定）」 （旧ブログ）

太陽の自転軸に関するパラメータ北極方向角：P、日面中央緯度：B0、日面中央経度：L0を自分で計算するときは自転軸の傾きやその方向を未知としてデータを分析するときに必要となるケプラー方程式の解をExcelで求める方法です。
Excelのソルバーの使い方について具体的に記しました。
「Excelで解くケプラーの方程式」 （旧ブログ）

-------

上記の記事で使った座標の回転操作を行列演算で表す方法について記しました。
「座標の回転と行列演算 (1)」（旧ブログ）
「座標の回転と行列演算 (2)」（旧ブログ）

--------

☆ 参考

「国立天文台 - 暦計算室 - 暦象年表 - 太陽の自転軸」
任意の日時の太陽の自転軸に関するパラメータ北極方向角：P、日面中央緯度：B0、日面中央経度：L0を知ることができます。

「Solar Monitor」
活動領域や黒点を含めた日々の太陽の状況に関する詳細なデータがあります。

「Index of /data/synoptic/sunspots_earth」
日々の黒点の画像を確認することができます。
惑さんに「Solar Monitor」を教えてもらうまで使っていたサイトです。