金環日食観測チームＢ

（ベイリービーズ拡大観測チーム）

写真：金環日食時のベイリービーズ
1987年9月23日 沖縄金環日食における第3接触
撮影 渡部勇人（三重県いなべ市）
金環日食限界線研究会Bチームの観測について

１．Ｂチームについて
　金環日食観測Ｂチームは、ベイリービーズの明滅の瞬間の時刻を正確に観測することを目的とします。 これは、星食の観測手法で月縁をものさしとして、太陽の直径を精密に観測する試みです。
　　星食には、月が恒星を隠す星食や、小惑星が恒星を隠す「小惑星による恒星食」がよく知られています。 これらの現象において、恒星が消滅する瞬間，出現する瞬間の時刻を正確に計時することで月縁や小惑星の形状を精密に決定できます。 これを日食に応用する観測です。

２．期待される観測精度
ベイリービーズ明滅時刻の観測は、星食観測の原理と同じであり、ビデオによる観測なら小口径の望遠鏡においても 0.01〜0.02秒角もの高精度で月縁を決めることが期待できます。これは太陽の縁にしてわずか 7〜15km に相当するものです。
このベイリービーズの観測では、限界線付近はもちろんのこと、金環帯に幅広く観測者が分布することがより望ましいといえます。
月縁の地形は、日本の月探査衛星「かぐや」により誤差10mもの高精度で求められていることが相馬らにより確認されています。一方で意外と知られていないことに、太陽の半径は現在測定されている値でも 100km程度の誤差を含んでいるとされます。
国際天文学連合の採用する太陽半径 696,000km の値そのものが 1891年というかなり以前に求められたものです。仮に当時のこの値が十分に精度の高いものであったにしても、その後太陽半径は変化しているかもしれません。 今回の金環日食の観測は、太陽直径を高精度で求めることがゴールです。

○ 主な太陽半径の測定値
国際天文学連合の採用値(1891年 A.Auwers) 696,000km

他の論文による値
1999年 Tripathy & Antia695,770km +/-100km
1999年Calern CCD astrolabe696,120km +/-50km
2008年Solar Disk Sextant696,180km +/-70km
2008年 Michelson Doppler Imager696,040km +/-110km


図：ベイリービーズ観測のための機器構成例
GHS-OSD の代わりに固定電話の時報を録音すること
でも、ビデオのフレーム精度(1/30秒)を確保できる。
携帯電話は遅延があるために望ましくない。
ビデオ機器は旧来のアナログ(NTSC)信号によるものが
推奨される。
３．精密な観測のための機材と方法
図は、ベイリービーズの観測のための機器の構成例。 図中のGHS-OSD は、早水らの考案したGPS利用のビデオタイムインポーザーです。
※ 金星の太陽面経過もまったく同じ機器構成で観測できます。

a. 望遠鏡
口径は４〜８cm でよいでしょう。大きすぎる口径は危険を伴うので口径を絞ること。 太陽用の減光フィルターは対物側に付ける（プレフィルター）。適正な焦点距離はAビデオモジュールのCCDサイズと関連します。 定番のワテック WAT-100N（CCDサイズ1/2inch） 利用の場合ならば、焦点距離 400mm程度で画面にちょうど太陽が収まる大きさとなります。 ベイリービーズの観測では太陽が画角からはみ出しても構わないので、これより長い焦点距離でもよい。

b. 減光フィルター
可視光の減光フィルターを使用します。写真用のNDフィルターは色の偏りがなく良好です。 眼視用のフィルターを使用する場合には、色バランスの極端なものは避けて下さい。 減光倍率は、1万倍〜10万倍が勧められます。 天体用のビデオモジュールは高感度のものが多いため、1万倍の減光は最低感度に設定しても減光不足の場合が多いと考えられます。

c. ビデオモジュール
ビデオモジュールは、マニュアルでシャッタースピードやゲインを調整できることが望ましいです。 また、GHS-OSD のようなタイムインポーザを利用するためには、ビデオモジュールを使用する必要があります。
　岸本氏（須磨東高等学校）は、ビデオモジュールの代わりにハンディービデオカメラをコリメート法で接続する方法を考案しました。 この方法でもビデオ信号に遅延のないことが報告されています。 ただし、このような特殊な方法は、事前の実験により観測として使えるかを検証しておく必要があります。 これらのビデオ機器は旧来のアナログビデオ信号(NTSC方式)であることが望まれます。 現在では標準となったハイビジョンでは、映像が時刻方向にも圧縮されており、 十分に正確な時報を記録することが困難であることが最大の理由です。 また、ハイビジョンで撮影されたビデオの解析を行うためのツールもありません。 GHS-OSD等のビデオタイムインポーザも、ハイビジョンに使用することはできません。 記録するメディアはDVかVHSが推奨されます。また必ず、標準速度で記録して下さい。 2倍，3倍 等の記録モードでは解析することができません。

d. 時報
最も推奨できるのは GPSを利用した時計です。固定電話の時報でもビデオのフレーム精度の正確さがあり利用可能です。 携帯電話の時報，電波時計 等はビデオ観測で使用するには大きすぎる誤差の生じる可能性があり推奨できません。
GPS利用の時計には、GHS時計，GHS-OSD （いずれも筆者らの考案による機器）があります。
固定電話を利用する場合には、市販の電話ピックアップアダプタが便利です。 固定電話の利用は、観測する望遠鏡の近くまで電話を近づける必要があります。 固定電話の子機を使用する場合には、遅延がないかどうかを事前に検証しておくべきです。
時報はタイムインポーザーを併用すると解析の際に有用です。GHS-OSD はタイムインポーザー機能を内蔵しています。 単独のタイムインポーザーには早水による TIVi があります。

※ GHS-OSD に関する情報サイト

写真：太陽観測のビデオ画像の例
口径4.5cm 焦点距離50cm 屈折望遠鏡。
バーダープラネタリウム製太陽観測フィルターを対物側に装着。
ビデオモジュールWAT-100N。
GHS-OSD でタイムインポーズ。
４．撮影時の注意
(1) 露出
太陽の光球面は中心部に比して周辺部はかなり減光しています。 ベイリービーズに露出をあわせると太陽の他の部分では露出オーバーとなりますが、 観測の目的はベイリービーズの明滅の瞬間を記録することですから感度を十分高めに設定すること。

(2) 画面の向き
画像は北を上にすること。鏡像の場合は報告時に明記すること。

(3) 事前のテスト観測
ぶっつけ本番ではなく、事前にテスト観測することを強く勧めます。 太陽を被写体としたテストはもちろんですが、月による星食や小惑星による恒星食を実際に観測することで、 星食観測の要領を体験することが望ましいと考えます。

○ 月による星食の予報
　星食観測日本地域コーディネーター 「星食観測ハンドブック2012」
○ 小惑星による恒星食の予報
　せんだい宇宙館 「小惑星による恒星食初期予報」
事前のテスト観測の結果は早水までお寄せ頂ければ解析します。

５．観測班
この観測は参加されるサイトが多すぎると、解析する側の負担が大きくなり、とても対応しきれなくなってしまいます。 このためチームは、星食観測のための十分な機材（特に時計装置）を所有し、確実なスキルのある方々で編成したいと思います。 布陣は、限界線付近に偏らない金環帯に配置すべきでしょう。
たいへん恐縮ですが、観測サイトは上記のようなことで一般に公募しないで閉じたコミュニティー内での募集としますことを ご理解をお願い申し上げます。

○ チームＢの観測班（西から）全１５班
せんだい宇宙館 早水 勉
小林西高校 河野健太
宮崎大学 山内誠
岡山商大附属高等学校 畠 浩二
明石市立天文科学館 井上 毅
兵庫県立須磨東高等学校 岸本 浩
三田祥雲館高等学校３地点 谷川智康
滋賀県立長浜北星高等学校 山村秀人
渡部勇人（三重県いなべ市）
愛知県立一宮高校 高村裕三朗
小和田稔（静岡県浜松市）
長野高専 大西浩次＋松井 聡
高島英雄（千葉県柏市）
国立科学博物館 洞口俊博
冨岡啓行（茨城県日立市）
郡山市ふれあい科学館 近藤正宏＋薄 謙一
（2012年2月28日 現在）

６．観測結果の報告
金環日食本番で観測を得ることのできたサイトは、せんだい宇宙館 早水まで、観測されたビデオを郵送して下さい。 早水にてビデオを解析します。解析可能なビデオのフォーマットは、ＤＶまたはＶＨＳです。 これらのビデオから直接生成された AVI形式の動画データでも可です。
ビデオの郵送の際には以下の情報を添えて下さい。

1.観測者氏名および氏名のローマ字標記
2.観測地および観測地の経緯度と標高，測地系
3.観測開始と観測終了の時刻
4.観測機材
5.時刻保持の方法

７．観測結果の評価と発表
(1) 観測結果の評価
早水にてビデオを解析し、そのデータを相馬（国立天文台）に転送します。得られたデータをもとに相馬にて整約計算します。

(2) 発表
（ここは未作成）

８．資料
○ 北限界線付近におけるベイリービーズの月縁図（相馬による）
各地で見る食の最大の頃の月縁と太陽の縁の位置
月縁は実際よりもかなり誇張してあり、太陽の縁もそれに合わせて作図している。 このため太陽の縁の曲がり方が逆になっている。月縁は月探査衛星「かぐや」による観測値を採用している。
熊本県八代市徳島県三好市
兵庫県明石市京都府京都市
長野県上田市福島県郡山市

○ 金環帯内側におけるベイリービーズの月縁図（相馬による）
各地で見る第2接触・第3接触の月縁と太陽の縁の位置
月縁は実際よりもかなり誇張してあり、太陽の縁もそれに合わせて作図している。 このため太陽の縁の曲がり方が逆になっている。月縁は月探査衛星「かぐや」による観測値を採用している。
鹿児島県鹿児島市高知県高知市
大阪府大阪市愛知県名古屋市
東京都港区茨城県水戸市

■ チームＢ 世話人代表 ■
早水勉(せんだい宇宙館)
相馬充(国立天文台)
井上毅(明石市立天文科学館)
■ 関連のサイト ■
相馬充のホームページ／かぐやによる月縁を考慮した2012年金環日食予報
2012年 金環日食日本員会
せんだい宇宙館／2012年5月21日 金環日食 メニュー