アマチュア天文学

アマチュア天文学者たちはペルセウス座流星群の期間中、夜空を観察します。

アマチュア天文学は、参加者が肉眼、双眼鏡、または望遠鏡を用いて天体の観察や撮影を楽しむ趣味です。科学研究​​が主な目的ではないとしても、変光星[ 1 ​​]、二重星[ 2 ] 、太陽黒点[3 ] 、月や小惑星による恒星の掩蔽[ 4] 、 [ 4 ]の観測、あるいは彗星[5]、銀河新星[ 6 ] 、他の銀河の超新星[ 7 ]といった一時的な天文現象の発見など、市民科学に貢献するアマチュア天文学者もいます。

アマチュア天文学者は、天文学を主な収入源や生活の糧としておらず、通常、天体物理学の専門学位や高度な学術的訓練を受けていません。アマチュア天文学者の多くは趣味で天文観測を行っていますが、中には天文学に関する高度な経験を持つ者もおり、プロの天文学者を補佐したり、共に研究したりすることもあります。[ 8 ]多くの天文学者は歴史を通じてアマチュア天文学の枠組みの中で天体を研究してきましたが、20世紀初頭以降、プロの天文学はアマチュア天文学や関連活動とは明確に区別されるようになりました。[ 9 ]

アマチュア天文家は、通常、ほとんどの天体や天文現象が観測できる夜に空を観測しますが、太陽や日食を観測することで日中に観測する人もいます。肉眼や双眼鏡だけで空を観測する人もいますが、より熱心なアマチュア天文家は、携帯用望遠鏡や、個人またはクラブの天文台に設置された望遠鏡を使用することが多いです。アマチュア天文家は、天体の発見や観測方法についてアドバイス、教育、指導を受けることができるアマチュア天文協会にも参加します。また、一般の人々の間で天文学の科学を普及させる役割も担っています。[ 10 ]

目的

太陽の観測を記録するアマチュア天文学者。

アマチュア天文学者は総じて、さまざまな天体や天体現象を観測します。アマチュア天文学者の一般的な観測対象には、太陽、月、惑星、恒星、彗星、流星群、星団、銀河、星雲などのさまざまな深宇宙天体などがあります。多くのアマチュアは、興味のある特定の天体、天体の種類、または現象の観測を専門にすることを好みます。アマチュア天文学の一分野であるアマチュア天体写真は、夜空の写真を撮ることです。天体写真は、デジタルカメラ、DSLRカメラ、比較的洗練された専用の高品質CCDカメラやCMOSカメラなど、はるかに使いやすい機器の登場により、より人気が高まっています。

アマチュア天文学者の大半は可視波長で観測を行っているが、ごく少数の者は可視スペクトル外の波長で実験を行っている。電波天文学の先駆者はアマチュア天文学者のグローテ・レーバーで、カール・ヤンスキーによる宇宙からの電波波長放射の発見を受けて、1930年代後半に世界初の専用電波望遠鏡を製作した。[ 11 ]非可視アマチュア天文学には、従来の望遠鏡に赤外線フィルターを装着する方法や、電波望遠鏡を使用する方法がある。アマチュア天文学者の中には自家製の電波望遠鏡を使用する者もいれば、元々は天文学研究用に製作され、その後アマチュア向けに公開された電波望遠鏡を使用する者もいる。ワンマイル望遠鏡はその一例である。

歩道天文学（望遠鏡を一般公開する活動）は、人々に天文学を啓蒙し、その魅力を広めることを目的としています。天文学や科学全般への関心を高めるだけでなく、[ 12 ]光害問題への意識も高めます。[ 13 ]

一般的なツール

パラナル天文台のような場所では、機器の有無にかかわらず天体を観測するのに最適な澄み切った空が楽しめます。[ 14 ]

アマチュア天文学者は、自分の興味とリソースの組み合わせに応じて、さまざまな機器を使用して空を研究します。その方法には、単に肉眼で夜空を観察すること、双眼鏡を使用すること、さまざまな出力と品質の光学望遠鏡、カメラなどの追加の高度な機器を使用して、空の光をスペクトルの可視光と非可視光の両方で研究することが含まれます。 可視光と非可視光のスペクトルの研究をさらに向上させるために、アマチュア天文学者は光害から逃れるために田舎に行きます[ 15 ]。 市販の望遠鏡は新品も中古も入手できますが、アマチュア天文学者が独自のカスタム望遠鏡を作る（または製作を依頼する）ことも一般的です。アマチュア天文学の趣味の中で、 アマチュア望遠鏡の製作を主な関心事とする人もいます。

専門的で経験豊富なアマチュア天文家は、時間の経過とともにより専門的で強力な機材を入手する傾向がありますが、特定の作業では比較的シンプルな機材が好まれることがよくあります。例えば双眼鏡は、一般的に大多数の望遠鏡よりも低倍率ですが、視野が広い傾向があり、夜空の一部の天体を観察するのに適しています。最近のiPhoneモデルでは、写真撮影時に「ナイトモード[ 16 ]」オプションも導入されており、露出（写真が撮影される時間）を増やすことができます。これにより、フレーム内の光へのフォーカスが最適化されるため、主に夜間に使用されます。

アマチュア天文学者は星図も使用しますが、その用途は経験や目的に応じて、シンプルな星座早見盤から夜空全体の詳細な星図を収録した星図帳まで様々です。また、天文ソフトウェアも豊富に提供されており、天文図を作成するソフトウェア、天体写真撮影を支援するソフトウェア、観測スケジュール管理ソフトウェア、天文現象に関する様々な計算を実行するソフトウェアなど、アマチュア天文学者は様々なソフトウェアを使用しています。

アマチュア天文家は、観測記録を残すことを好みます。これは通常、観測日誌という形をとります。観測日誌には通常、どの天体をいつ観測したか、そして観測された詳細な内容が記録されます。日誌にはスケッチが添えられることがあり、近年では写真による観測記録も活用されています。収集された情報は、研究や、毎年開催されるアマチュア天文家同士の交流に役立てられます。専門的な情報や信頼できる情報ではありませんが、趣味の天文愛好家が新しい観測結果や経験を共有する手段となっています。

アマチュア天文愛好家の間での写真撮影の人気は、個人が撮影した画像や機材について多くのウェブサイトを作成することにつながっています。アマチュア天文愛好家の交流の多くは、メーリングリストやディスカッショングループで行われています。ディスカッショングループのサーバーには、数多くの天文リストがホストされています。アマチュア天文愛好家の商取引、つまり機材の売買の多くはオンラインで行われています。多くのアマチュア天文愛好家は、Clear Sky Chartなどのオンラインツールを用いて、毎晩の観測計画を立てています。

一般的なテクニック

興味深い天体の多くは肉眼で容易に識別でき、時には星図の助けを借りることもありますが、非常に暗く目立たないため、発見するには技術的な手段が必要となる天体も数多くあります。アマチュア天文学では様々な方法が用いられていますが、そのほとんどは特定の技術の派生です。

スターホッピング

スターホッピングは、双眼鏡や手動の望遠鏡といったローテク機器を使うアマチュア天文家がよく用いる方法です。地図（または記憶）を頼りに既知のランドマークとなる星を探し、ファインダースコープを用いてそれらの星の間を「ホッピング」します。そのシンプルさから、スターホッピングは肉眼で見える星の近くにある天体を見つけるための非常に一般的な方法です。

天空の物体の位置を特定するより高度な方法には、天球座標を使用して天空のターゲットを指すことができる設定サークルを備えた望遠鏡マウントや、要求に応じて（最初に較正されて）物体の位置を特定できる完全に自動化された望遠鏡である GOTO 望遠鏡などがあります。

モバイルアプリ

スマートフォン用のモバイルアプリケーションの登場により、多くの専用アプリが開発されました。[ 17 ] [ 18 ]これらのアプリを使用すると、スマートフォンを空の特定の方向に向けるだけで、誰でも簡単に天体の位置を特定できます。これらのアプリは、GPS位置情報やジャイロスコープなどの携帯電話に内蔵されたハードウェアを活用します。天体座標、天体名、星座など、指し示した天体に関する有用な情報が簡単に参照できるように提供されます。一部の有料版では、より多くの情報が提供されます。これらのアプリは、望遠鏡の位置合わせプロセスのために、観測中に徐々に定期的に使用されるようになっています。[ 19 ]

サークルの設定

設定円は、一部の望遠鏡の2つの主回転軸上に配置できる角度測定スケールです。 [ 20 ] [ 21 ] デジタル設定円が広く採用されて以来、古典的な彫刻された設定円は現在では「アナログ設定円」（ASC）として明確に識別されています。望遠鏡のユーザーは、オブジェクトの座標（通常は赤道座標で示されます）を知ることで、接眼レンズを覗く前に設定円を使用して望遠鏡を適切な方向に向ける（つまり、向ける）ことができます。コンピュータ化された設定円は「デジタル設定円」（DSC）と呼ばれます。デジタル設定円は望遠鏡の赤経と赤緯の座標を表示するために使用できますが、望遠鏡のアナログ設定円に表示されるものを単にデジタルで読み取ったものではありません。一般的な望遠鏡と同様に、デジタル設定サークル コンピューター (商品名には Argo Navis、Sky Commander、NGC Max などがあります) には、数万個の天体のデータベースと惑星の位置の投影が含まれています。

DSCコンピュータを搭載した望遠鏡で天体を探す場合、書籍などの資料で特定の赤経（RA）と赤緯（Dec）の座標を調べ、その数値に合わせて望遠鏡を調整する必要がありません。電子データベースから天体を選択すると、ディスプレイに距離値と矢印マーカーが表示され、望遠鏡を動かす距離と方向が示されます。望遠鏡は、2つの角距離値がゼロになるまで動かします。ゼロであれば、望遠鏡が正しく調整されたことを示します。このように赤経と赤緯の両方の軸が「ゼロ」になると、天体は接眼レンズの中に収まります。多くのDSCは、ゴー・トゥ・システムと同様に、ノートパソコンの天体観測プログラムと連携して動作することもできます。

コンピュータ化されたシステムは、座標歳差を計算できるというさらなる利点も提供します。従来の印刷物には、元年（Epoch Year）という副題が付けられています。これは、特定の時点における天体の位置を最も近い年（例：J2005、J2007）で表したものです。こうした印刷物のほとんどは、約50年間隔（例：J1900、J1950、J2000）でしか更新されていません。一方、コンピュータ化された情報源は、「日付の元」から観測時点までの赤経と赤緯を正確に計算できます。[ 22 ]

GoTo望遠鏡

1980年代以降、技術の進歩と価格の低下に伴い、五島列島望遠鏡の人気が高まっています。これらのコンピューター制御式望遠鏡では、ユーザーは通常、観測対象物の名前を入力すると、望遠鏡の機構が自動的にその対象物に向けます。研究に熱心なアマチュア天文家にとって、五島列島望遠鏡にはいくつかの顕著な利点があります。例えば、五島列島望遠鏡はスターホッピングよりも観測対象物の位置特定が速い傾向があるため、天体の研究に多くの時間を費やすことができます。また、五島列島望遠鏡は、機械的に単純な経緯台に赤道儀追尾機能を追加できるため、メーカーは全体としてより安価な製品を製造できます。五島列島望遠鏡は通常、正確な追尾と位置決めを行うために、アライメント星を用いて校正する必要があります。近年、いくつかの望遠鏡メーカーが内蔵GPSを用いて校正する望遠鏡システムを開発し、観測開始時の望遠鏡設置時間を短縮しています。

遠隔操作望遠鏡

20世紀後半の高速インターネットの発達、そしてコンピュータ制御の望遠鏡架台とCCDカメラの進歩により、「リモート望遠鏡」天文学は、主要な望遠鏡施設に所属していないアマチュア天文学者にとって、研究や深宇宙の撮影に参加するための現実的な手段となりました。これにより、誰でも遠く離れた暗い場所にある望遠鏡を操作できるようになりました。観測者はCCDカメラを使って望遠鏡を通して画像を撮影できます。望遠鏡によって収集されたデジタルデータは、インターネットを介してユーザーに送信され、表示されます。インターネット経由で一般公開されているデジタルリモート望遠鏡運用の例として、バレケト天文台が挙げられます。また、ニューメキシコ州[ 23 ] 、オーストラリア、チリのアタカマ[ 24 ]にも望遠鏡ファームがあります。

画像技術

プロの天文学者とアマチュア天文学者の協力を得て作成された猫の手星雲の画像。チリのラ・シヤ天文台の2.2メートルMPG/ESO望遠鏡と0.4メートルアマチュア望遠鏡を組み合わせたものです。

アマチュア天文家は、フィルム、デジタル一眼レフ、LRGB、CCD天体写真​​など、様々な撮影技術を用いています。CCDイメージセンサーは線形であるため、画像処理によって光害の影響を除去できる場合があり、都市部での天体写真の人気が高まっています。また、光害を最小限に抑えるために狭帯域フィルターを使用する場合もあります。

科学研究

アマチュア天文学者の主な目標ではないものの、科学研究は可能であり、多くのアマチュアが天文学の知識基盤の構築に貢献しています。[ 25 ] [ 26 ] 天文学は、アマチュアが有用なデータを提供できる数少ない科学分野の一つとして宣伝されることがあります。これを称えるため、太平洋天文学会は毎年、アマチュアによる天文学への多大な貢献に対してアマチュア功績賞を授与しています。[ 27 ]

アマチュア天文学者による科学的貢献の大部分はデータ収集分野にあります。特に、プロの天文学者が利用できる比較的少数の大型望遠鏡よりも、多数のアマチュア天文学者が小型望遠鏡を用いて観測する方が効果的である場合に、この傾向が顕著です。アメリカ変光星観測者協会や英国天文学会など、これらの貢献を調整するためにいくつかの組織が存在します。

アマチュア天文学者は、変光星や超新星の明るさの変化の監視、小惑星の追跡の支援、掩蔽の観測による小惑星の形状と地球から見た月の見かけの縁の地形の形状の決定などの活動にしばしば貢献しています。より高性能でありながらも専門的な設備と比較すると安価な機器を使用することで、アマチュア天文学者は天体から放射される光のスペクトルを測定することができ、測定が十分に注意して行われれば高品質の科学的データを得ることができます。アマチュア天文学者の比較的最近の役割は、地球や宇宙の観測所で撮影されたデジタル画像やその他のデータの膨大なライブラリから見落とされた現象（例：クロイツ・サングレーザー）を探すことです。その多くはインターネットで利用できます。

過去も現在も、アマチュア天文学者は新しい彗星の発見に大きな役割を果たしてきました。リンカーン近地球小惑星研究プロジェクトや近地球小惑星追跡プロジェクトといったプロジェクトの導入により、現在ではほとんどの彗星が、アマチュアが観測できるよりもずっと前に、自動システムによって発見されるようになりました。

社会

アマチュア天文学グループは、一般の人々に天文学を紹介するアウトリーチ活動に頻繁に参加している。

世界中には数多くのアマチュア天文協会があり、アマチュア天文学に関心を持つ人々の交流の場となっています。会員は、自前の機材を持つ活発な観測者から、単に天文に興味を持つ「アームチェア天文学者」まで多岐にわたります。協会の目的や活動は多岐にわたり、地理的な広がり、地域の状況、規模、会員構成など、様々な要因によって異なります。例えば、暗い田舎にある小さな協会は、実践的な観測や星空観察会に重点を置いているかもしれません。一方、大都市に拠点を置く大きな協会は、会員数は多いものの光害の影響で制限があり、代わりにゲストスピーカーを招いて屋内で定期的な会合を開催しているかもしれません。主要な国内または国際的な協会は、通常、独自の学術誌やニュースレターを発行しており、中には科学会議や大会に匹敵する大規模な複数日間の会合を開催する協会もあります。また、月観測やアマチュア望遠鏡の製作など、特定のトピックに特化したセクションを設けている場合もあります。

アマチュア天文学者による注目すべき貢献

パトリック・ムーア卿は、世界を代表する天文学の普及活動家の一人でした。

アマチュア天文学者によって、数多くの重要な科学的、技術的、文化的貢献がなされてきました。

市民科学プロジェクト

アマチュア天文学者やその他の非専門家は、進行中の市民科学プロジェクトを通じて貢献しています。

  • XO プロジェクトは、太陽系外惑星の特定を任務とするアマチュアおよびプロの天文学者からなる国際チームです。
  • 多くのアマチュア天文学者が、市民科学Zooniverseプロジェクトの一環として科学的発見に貢献しています。

アマチュア天文学者を表彰する賞

参照

参考文献

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さらに読む

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