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2014年12月24日 (水)

固有運動・年周視差・歳差、その大きさの違い

恒星の視位置に影響をおよぼすものとして固有運動、年周視差、歳差、章動、年周光行差などがあります。天文に興味のある方はそれぞれの意味はご存知でしょうがそれぞれがどの程度視位置に影響をあるものかを具体的にイメージできる方はあんまりいらっしゃらないように思います。そこでわかりやすく図にしてみました。

固有運動や年周視差はアマチュアには無縁なものなのか?」を補足する内容です。今回も「月の赤経・赤緯・地心距離を求める(海洋情報部の計算式) 2015年版」にあるExcelファイルの“恒星視位置”のシートを利用して計算しています。

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まず最初に書いておかなければならないのは視位置に影響を及ぼすとは言ってもその性質がちがうことです。

固有運動....恒星によって違います。つまり恒星の相対位置に影響を及ぼします。影響は年月とともに累積して行きます。

歳差・章動..視位置つまり瞬時の春分点・赤道に対する座標(赤経・赤緯)には影響を及ぼしますが恒星間の相対的な位置関係にはまったく影響はありません。つまり恒星間の位置関係から固有運動や年周視差を見つけようという場合は考えなくてかまいません。

年周視差....恒星によって違います。したがって固有運動と同じように恒星の相対位置に影響があります。ただ影響は周期的なものであり累積していくことはありません。

年周光行差....これがけっこう微妙です。これは太陽と恒星の位置関係(=どちらの向きにあるか)で決まります。ですから恒星間の位置関係に影響があります。ただ、今考えているのは焦点距離が1000mmを超えるレンズで写真を撮ろうということです。つまり太陽からの向きはほとんど変わらないわけでから今回の話に限定すれば相対位置に対する影響はほとんどなく無視できます(ほんとは無視できるということを数値的に示すべきですがどう示せばいいかよくわからないので省略します。ざっと試算したところ年周視差より一桁以上小さそうです)

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バーナード星の動きを図にしてみました。
Barnard4_2

24年間で歳差+章動+固有運動によって大きく動いています。ただバーナード星の場合は固有運動の動きは北向きです。実際には左(赤経が増える方向)に動いているわけですからこの大きな動きには固有運動はあんまり寄与してそうにないです(これはバーナード星の固有運動をゼロにして計算して見ると確かめられます)

一年間のうちに視位置はけっこう大きく変わりますがこれは年周光行差が原因です。一年経つともとの位置の近くに戻ってきます。完全に元の位置に戻らないのは歳差・章動(とちょっとだけ固有運動)が原因です。

恒星の相対位置から固有運動や年周視差を検出するのは邪道、固定した望遠鏡で観測を続ければ固有運動や年周視差を検出できるのではないかと思われる方がいらっしゃるかもしれませんが、そういうやり方は少なくともアマチュアには夢物語でしかないことが上の図を見るとわかっていただけるのではないかと思います。恒星の動きから歳差や年周光行差の大きな動きを取り除きそれらに埋もれた微小な動きを検出することができてはじめて固有運動や年周視差の大きさを知ることができるわけですから。

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