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裸眼は、裸眼または補助眼とも呼ばれ、望遠鏡や顕微鏡などの拡大して光を集める光学機器、または目の保護具を使用せずに視覚を知覚することをいいます。
天文学では、合、彗星の通過、流星群、 4ベスタなどの最も明るい小惑星など、機器なしで見える天体のイベントや物体を肉眼で観察することができます。天文の伝承やさまざまなテストにより、肉眼で見える現象は驚くほど多様であることが実証されています。
基本的なプロパティ
人間の目の基本的な特性は次のとおりです。
- 25 cm (若者) から 50 cm (50 歳以上のほとんどの人) までの距離から無限遠まで、素早くオートフォーカスします。 [引用が必要]
- 角度分解能：約1 分角、およそ0.017°または0.0003ラジアン[1] 、これは1kmの距離で0.3mに相当します。
- 視野（FOV）：約160°×175°の領域での同時視覚知覚。[2]
- 完全に暗い空の下で最大+8等級までの淡い星を見る能力。 [3]
- 測光（明るさ）は、昼夜1:10,000,000,000の範囲で、強度の±10%または1%まで測定できます。[要出典]
- 10～20フィート（1kmあたり3～6m）の対称性については、ティコ・ブラーエの測定値を参照してください。[要出典]
- 区間推定（例えば紙の上の計画）は3～5％です。[要出典]
- 無意識に動きを認識すること（つまり「警報システム」と反射神経）。[要出典]
視覚によって、人は周囲に関する多くの情報を得ることができます。
- 物や人の距離と3次元位置
- 平面物体の垂直（鉛直線）と傾斜
- 明るさと色、および時間と方向によるそれらの変化
天文学では
天体の視認性は光害の影響を強く受ける。空が非常に暗く見える大都市から数百キロ離れた場所でも、微光天体の視認性は残留光害によって制限される。ほとんどの人にとって、これが手の届く範囲で最高の観測条件である可能性が高い。このような「典型的な」暗い空の条件下では、肉眼で見かけの等級が +6 mまでの星を見ることができる。光害が全くない完全な暗い空の条件下では、見かけの等級が +8 mの星も見えるかもしれない。[4]
肉眼の角度分解能は約1分であるが、それよりも鮮明な視力を持つ人もいる。望遠鏡が発明される前に木星のガリレオ衛星が見られていたという逸話的な証拠がある。 [5]天王星とベスタはおそらく見られていたが、最大輝度でも非常に暗く見えるため惑星として認識できなかった。天王星の等級は+5.3 mから+5.9 mで、ベスタは+5.2 mから+8.5 mである（そのため衝の日の近くでしか見えない）。1781年に発見された天王星は、肉眼ではなく テクノロジー（望遠鏡）を使用して発見された最初の惑星であった。
理論上は、典型的な暗い空では、暗闇に順応した人間の目は、+6 mより明るい星約5,600個を見ることができます[6]。一方、完全な暗い空の条件では、+8 mより明るい星約45,000個が見えるでしょう[4] 。実際には、大気の減光と塵により、この数はいくらか減少します。極度の光害により肉眼の限界等級が2 mまで低下する都市の中心部では、見える星はわずか50個です。色は見ることができますが、暗い星を見るために目が錐体ではなく桿体を使用するという事実によって色は制限されます。
星団や銀河などの拡散天体の視認性は、惑星や恒星よりも光害の影響をはるかに強く受けます。典型的な暗い状況では、そのような天体はほんのわずかしか見えません。これらには、プレアデス星団、ペルセウス座h/χ、アンドロメダ銀河、カリーナ星雲、オリオン星雲、ケンタウルス座オメガ星団、きょうだい座47番星、さそり座の尾の近くにあるプトレマイオス星団メシエ7、ヘルクレス座の球状星団M13が含まれます。さんかく座銀河（M33）は、視線をそらすのが難しい天体で、空の50°より高い位置にある場合にのみ見えます。りょうけん座の球状星団M3とヘルクレス座のM92も、そのような状況下では肉眼で見ることができます。しかし、非常に暗い空の状況では、M33は直視でも簡単に見ることができます。他の多くのメシエ天体も、そのような状況下で見ることができます。[4]肉眼で見える最も遠い天体は、ケンタウルス座A、[7]ボーデの銀河、[8] [9] [10]彫刻家銀河、[10]メシエ83 [11]などの近くの明るい銀河です。
地球から肉眼で惑星として認識できるのは、水星、金星、火星、木星、土星の 5 つです。通常の暗い空の状況では、目をそらせば天王星(等級 +5.8) も見えます。また、小惑星ベスタも、その明るい衝のときに見えます。完全な暗い空の状況では、海王星が最大輝度 (等級 +7.8) の場合にのみ、海王星が肉眼で見える場合があります。太陽と月 (太陽系の残りの肉眼で見える天体) が加えられ、7 つの「惑星」になることがあります。日中は月と太陽だけが肉眼ではっきりと見える天体ですが、多くの場合、金星は日中に見ることができ、まれに木星も見ることができます。日没と日の出が近づくと、正確な位置がわかっていれば、シリウスやカノープスなどの明るい星も肉眼で見ることができます。歴史的に、肉眼天文学の頂点を極めたのはティコ・ブラーエ（1546-1601）の業績です。彼は、拡大鏡を使わずに天体を正確に測定するために、広大な天文台を建設しました。1610年、ガリレオ・ガリレイは望遠鏡を空に向けました。彼はすぐに、木星の衛星や金星の満ち欠けなどを発見しました。
流星群は双眼鏡よりも肉眼で観察した方がよい。このような流星群にはペルセウス座流星群（8月10～12日）や12月のふたご座流星群などがある。一晩に約100個の衛星、国際宇宙ステーション、天の川も肉眼で見える人気の天体である。[12]
2008 年 3 月 19 日、GRB 080319Bとして知られる大規模なガンマ線バースト(GRB)が発生し、地球から肉眼で見える最も遠い天体として新記録を樹立しました。この現象は約 75 億年前に発生し、光が地球に到達するまでにそれだけの時間がかかりました。
測地学と航海学
他にも、器具を使わずに推定できるものがたくさんあります。腕を伸ばすと、手の幅は 18 ～ 20 度の角度に相当します。伸ばした親指の爪がちょうど隠れる距離は、約 100 メートルです。垂直は約 2 度と推定でき、北半球では、北極星を観察して分度器を使用すると、観測者の地理的な緯度を1 度の精度で知ることができます。
バビロニア人、マヤ人、古代エジプト人、古代インド人、中国人は、それぞれの時間と暦のシステムの基本すべてを肉眼で測定しました。
同様の方法で、月による星の掩蔽を観測できます。デジタル時計を使用すると、0.2 秒の精度が可能になります。これは、月までの距離が 385,000 km の場合、わずか 200 メートルに相当します。
小さなオブジェクトと地図
拡大鏡や顕微鏡を使わずに近くの小さな物体を観察する場合、物体の大きさは観察距離によって異なります。通常の照明条件（光源 ～ 1000 ルーメン、高さ 600～700 mm、視野角 ～ 35 度）では、肉眼で認識される角度の大きさは、約 1 アーク分 = 1/60 度 = 0.0003 ラジアンになります。[1]米国で通常の読書距離とされる16インチ=約400 mmの視距離では、最小の物体解像度は約0.116 mmになります。検査目的の場合、研究室では200～250 mmの視距離を使用します[要出典]。この場合、肉眼で認識できる物体の最小サイズは約0.058～0.072 mm（58～72マイクロメートル）になります。測定の精度は0.1～0.3 mmの範囲で、観察者の経験に依存します。後者の数値は、地図や技術計画のかすかな詳細の通常の位置精度です。
環境汚染
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天の川が見えるということは、大気が清浄であることを意味します。天頂と地平線を比較すると、大気汚染と塵の量に応じて「青の質」がいかに低下するかがわかります。星の瞬きは、大気の乱流を示しています。これは気象学や天文学の「視認性」にとって重要です。
光害はアマチュア天文学者にとって重大な問題ですが、多くの照明が消される夜遅くになると、光害は軽減されます。大気中の塵は、その「光のドーム」によって、都市から遠く離れた場所でも見ることができます。
参照
文学
- デイビッドソン、N.：『天空の現象：天体の肉眼観察ガイド』 FlorisBooks（208ページ）、ISBN 0-86315-168-X、エディンバラ1993年。
- Gerstbach G.: Auge und Sehen – der lange Weg zu digitalem Erkennen。 Astro Journal Sternenbote、20p、Vol.2000/8、ウィーン、2000。
- Kahmen H. (編)：土質工学および構造工学のための測地学。議事録、アイゼンシュタット 1999 年。
参考文献
- ^ ab ヤノフ、マイロン; デューカー、ジェイ S. (2009). 眼科学第 3 版. MOSBY エルゼビア. p. 54. ISBN 978-0444511416。
- ^ ワンデル、B. (1995)。 「ビジョンの基礎」。マサチューセッツ州サンダーランドの Sinauer が「Neurobiology of tention」で引用。 (2005)。編。ローラン・イッティ、ゲラント・リース、ジョン・K、ツォトス。第102章、長老、JHら。エルゼビア株式会社
- ^ 「光害と天文学：夜空はどれくらい暗いのか？」skyandtelescope.com 2006年7月18日。2014年3月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年8月6日閲覧。
- ^ abc John E. Bortle (2001年2月). 「The Bortle Dark-Sky Scale」. Sky & Telescope . 2009年3月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年11月18日閲覧。
- ^ 西澤宗「ガリレオより2000年前に甘徳が木星の衛星を発見」中国物理学2（3）（1982）：664-67。
- ^ "Vmag<6". SIMBAD天文データベース. 2009年12月3日閲覧。
- ^ 「Aintno Catalog」. astronomy-mall.com .
- ^ SEDS、メシエ81
- ^ SJ O'Meara (1998).メシエ天体. ケンブリッジ:ケンブリッジ大学. ISBN 978-0-521-55332-2。
- ^ ab “Messier 81 naked-eye” 1997年1月10日. 2022年11月13日閲覧。
- ^ Inglis Mike (2007)。「銀河」。天体物理学は簡単! アマチュア天文学者のための入門書。パトリック・ムーアの実践天文学シリーズ。pp. 157–189。doi :10.1007 / 978-1-84628-736-7_4。ISBN 978-1-85233-890-9。
- ^ “夜空とその驚異 - 裸眼天文学 | Hurtling Rock”. 2013年9月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年9月12日閲覧。
- ^ 「火星、2099年？」ESO今週の写真。 2012年6月25日閲覧。