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 皆既日食は、月が太陽の円盤を完全に覆ったときに起こります。太陽の縁に沿って太陽のプロミネンス(赤色) が見られるほか、広範囲に渡ってコロナと部分的に放射状に広がるコロナ ストリーマーも見られます。( 1999 年 8 月 11 日) | |
 金環日食は、月が太陽の円盤を完全に覆うには遠すぎるときに発生します（2023年10月14日）。 | |
 部分日食の間、月は太陽の円盤の一部だけを覆います（2022年10月25日）。 |
日食は、月が地球と太陽の間を通過するときに発生し、地球の小さな部分から太陽が完全にまたは部分的に見えなくなります。このような配置は、月の軌道面が地球の軌道面に最も近づく新月期の日食シーズンに約6か月ごとに発生します。[1]皆既日食では、太陽の円盤が月に完全に隠されます。部分日食と金環日食では、太陽の一部のみが隠されます。地球の夜側のどこからでも見ることができる月食とは異なり、日食は世界の比較的狭い範囲からのみ見ることができます。そのため、平均して18か月ごとに地球上のどこかで皆既日食が発生しますが、特定の場所では360年から410年に1度しか発生しません。
もし月が完全に円軌道を描き、地球と同じ軌道面にあったなら、毎月新月のたびに皆既日食が起こるはずである。ところが、月の軌道は地球の軌道に対して約5度傾いているため、月の影は通常地球を避けて通り過ぎる。そのため日食（および月食）は日食シーズンにのみ起こり、毎年少なくとも2回、最大5回の日食が発生し、そのうち皆既日食は2回までとなる。[2] [3]皆既日食は、太陽と月の中心がより正確に一直線になる必要があることと、空における 月の見かけの大きさが太陽を完全に覆うには小さすぎることがあるため、稀にしか起こらない。
日食は自然現象です。古代および現代の文化では、日食は超自然的な原因によるもの、または悪い前兆とみなされていました。天文学者による日食の予言は中国で紀元前 4 世紀に始まり、現在では数百年先の日食を高い精度で予言することができます。
太陽を直接見ると永久的な目の損傷につながる可能性があるため、日食を見る際には特別な目の保護具や間接的な観察技術が使用されます。保護具なしで安全に観察できるのは皆既日食の皆既日食のみです。日食追随者や日食愛好家として知られる愛好家は、日食を見るために遠隔地まで旅をします。[4] [5]
種類
地球から太陽までの距離は月までの距離の約400倍であり、太陽の直径は月の直径の約400倍である。これらの比率はほぼ同じであるため、地球から見た太陽と月はほぼ同じ大きさ、つまり角度で約0.5度弧に見える。 [6]
月は地球の周りをわずかに楕円形に公転しており、地球は太陽の周りを公転している。そのため、太陽と月の見かけの大きさは変化する。[7]日食の等級は、日食中の月の見かけの大きさと太陽の見かけの大きさの比である。月が地球に最も近づく（近地点近く）ときに起こる日食は皆既日食になる可能性がある。月は太陽の明るい円盤または光球を完全に覆うほどの大きさに見えるからである。皆既日食の等級は1.000以上である。逆に、月が地球から最も離れる（遠地点近く）ときに起こる日食は、月が太陽よりわずかに小さく見えるから金環日食になる可能性がある。金環日食の等級は1未満である。[8]
地球の太陽の周りの軌道も楕円形であるため、地球から太陽までの距離も同様に年間を通じて変化します。これは太陽の見かけの大きさに同様に影響しますが、月と地球の距離の変化ほどではありません。[6] 7月初旬に地球が太陽から最も遠い距離に近づくと、皆既日食が発生する可能性がいくらか高くなりますが、1月初旬に地球が太陽に最も近づくと、条件が整い、金環日食が発生します。[9]
日食には主に3つの種類があります。[10]
皆既日食
皆既日食は平均して18ヶ月ごとに発生します[11]。月の暗いシルエットが太陽の明るい光を完全に覆い隠し、はるかに暗い太陽コロナが見えるようになります。日食中、皆既日食は地球表面の狭い軌道に沿ってのみ発生します[12]。この狭い軌道は皆既日食の軌道と呼ばれます[13] 。
金環日食
金環日食は皆既日食と同様に、太陽と月が地球と正確に一直線に並ぶときに起こる。しかし、金環日食の間、月の見かけの大きさは太陽を完全に隠すほど大きくない。[6]したがって皆既日食は起こらず、太陽は月の暗い円盤を囲む非常に明るいリング、つまり環状部として現れる。 [6]金環日食は毎年ではなく、1年か2年に1回起こる。[11] [14]この用語はラテン語の 語源である「リング」を意味する anulusから来ており、「年」を意味するannusではない。 [14]
部分日食
部分日食は年に2回ほど起こる[11]。これは太陽と月が地球と一直線にならず、月が太陽を部分的にしか隠さないときである。この現象は通常、金環日食や皆既日食の軌道から外れた地球の大部分から見ることができる。しかし、一部の日食は部分日食としてしか見られない。これは、本影が地球の極地の上を通過し、地球の表面と交差しないからである。 [6]部分日食は、太陽の明るさの点ではほとんど気づかれない。暗くなるのに気づくには、90%をはるかに超える覆いが必要である。99%でも、民間薄明より暗くなることはない。[15]
用語
ハイブリッド日食
ハイブリッド日食（環状日食とも呼ばれる）は、皆既日食と環状日食の間を移動する現象です。地球表面の特定の地点では皆既日食のように見えますが、他の地点では環状日食のように見えます。ハイブリッド日食は比較的まれです。[6]
ハイブリッド日食は、日食のマグニチュードがイベント中に1未満から1を超える場合に発生するため、地球の側面が月からわずかに離れているため、中間点に近い場所では日食は皆既日食に見え、始まりと終わりに近い他の場所では環状日食に見えます。これらの日食は、完全な皆既日食と比較して、経路の幅が非常に狭く、どの時点でも持続時間が比較的短いです。2023年4月20日のハイブリッド日食の皆既日は、皆既経路に沿ったさまざまなポイントで1分以上続きます。焦点と同様に、皆既と環状の幅と持続時間は、2つの間で変化が発生するポイントではほぼゼロです。[16]
中央日食
中心日食は、皆既日食、環状日食、混合日食の総称としてよく使われる。[17]しかし、これは完全に正しいわけではない。中心日食の定義は、本影の中心線が地球の表面に触れる日食である。極めて稀ではあるが、本影の一部が地球と交差して（環状日食または皆既日食になる）、その中心線が地球と交差しない可能性もある。その場合、非中心皆既日食または環状日食と呼ばれる。[17] ガンマは、影がどの程度中心に当たるかの尺度である。最後の（本影ではあるが）非中心日食は、2014年4月29日であった。これは環状日食だった。次の非中心皆既日食は、2043年4月9日である。[18]
日食の位相
皆既日食中に観測される視覚的な位相は次のように呼ばれます。[19]
- 最初の接触 - 月の縁が太陽の縁と正確に接するとき。
- セカンドコンタクトは、ベイリービーズ（月面の谷間から差し込む光によって生じる）とダイヤモンドリング効果から始まります。ディスクのほぼ全体が覆われています。
- 皆既日食 - 月が太陽全体を覆い、太陽コロナだけが見える状態です。
- 3 回目の接触 - 最初の明るい光が見え、月の影が観測者から遠ざかるとき。再びダイヤモンドのリングが観測されることがあります。
- 4 回目の接触 - 月の後縁が太陽面と重ならなくなり、日食が終わるとき。
予測
幾何学
右の図は日食中の太陽、月、地球の配置を示しています。月と地球の間の暗い灰色の領域は本影で、太陽は月によって完全に隠されています。本影が地球の表面に触れる小さな領域では、皆既日食が見られます。より大きな明るい灰色の領域は半影で、部分日食が見られます。本影の向こうの影の領域である前影にいる観測者は、金環日食を観測します。[20]
月は地球を周回する軌道が、地球が太陽を周回する軌道面（黄道）に対して5度強の角度で傾いている。このため、新月の時には、月は通常、太陽の北か南を通過する。日食は、新月が月の軌道が黄道と交差する点（ノードと呼ばれる）の1つに近い場合にのみ発生する。[21]
上で述べたように、月の軌道も楕円形です。地球から月までの距離は、平均値から最大約 5.9% 変化します。したがって、月の見かけの大きさは地球からの距離に応じて変化し、この影響が皆既日食と金環日食の違いにつながります。地球から太陽までの距離も年間を通じて変化しますが、この影響はより小さいです (平均値から最大約 0.85%)。平均すると、地球から見た月は太陽よりもわずかに (2.1%) 小さく見えるため、中心日食の大部分 (約 60%) は金環日食です。皆既日食が発生するのは、月が平均よりも地球に近い (近地点に近い) ときだけです。[22] [23]
月は固定された基準系に対して約27.3日で地球を一周します。これは恒星月と呼ばれます。しかし、1恒星月の間に地球は太陽の周りを半分ほど公転するため、新月から次の新月までの平均期間は恒星月よりも長くなります。約29.5日です。これは朔望月と呼ばれ、一般に太陰月と呼ばれるものに相当します。[21]
月は昇交点で黄道を南から北へ横切り、降交点ではその逆になります。[21]しかし、月の軌道の交点は、太陽の重力が月の動きに及ぼす影響により、徐々に逆行運動をしており、18.6年で一周します。この退行は、月が昇交点を通過する間隔が恒星月よりもわずかに短いことを意味します。この期間は、節月または竜月と呼ばれます。[25]
最後に、月の近地点は軌道上で前進または歳差運動しており、8.85年で一周します。1つの近地点から次の近地点までの時間は恒星月よりもわずかに長く、変移月として知られています。[26]
月の軌道は、180度離れた2つの交点で黄道と交差する。そのため、新月は、1年のうち約6か月（173.3日）の間隔で交点近くに2回発生し、これを日食期と呼び、これらの期間中に少なくとも1回の日食が発生する。時には、新月が2か月連続して交点に十分近い位置で発生し、2回の部分日食で両方の機会に太陽を覆うこともある。つまり、どの年でも少なくとも2回の日食が発生し、最大5回発生する可能性がある。[27]
日食は、太陽が交点から約 15 度から 18 度 (中心食の場合は 10 度から 12 度) 以内にある場合にのみ発生します。これは日食限界と呼ばれ、太陽と月の見かけの大きさと速度が年間を通じて変化するため、範囲で与えられます。月が交点 (竜の月) に戻るのにかかる時間で、太陽の見かけの位置は交点に対して約 29 度移動します。[2]日食限界により最大 36 度 (中心食の場合は 24 度) の機会が生まれるため、部分日食 (またはまれに部分日食と中心食の両方) が連続した月に発生する可能性があります。[28] [29]
パス
中心日食の間、月の本影（金環日食の場合は前影）は地球を横切って西から東へ急速に移動する。地球も赤道上で毎分約28kmの速度で西から東へ自転しているが、月は地球の自転と同じ方向に毎分約61kmの速度で動いているため、本影はほぼ常に、月の公転速度から地球の自転速度を引いた速度で地球の地図上をほぼ西から東の方向に動いているように見える。[31]
中心食の軌跡の幅は、太陽と月の相対的な見かけの直径によって変わります。最も好ましい状況では、皆既日食が近地点に非常に近いところで起こる場合、軌跡の幅は最大 267 km (166 マイル) になり、皆既日食の持続時間は 7 分を超えることがあります。[32]中心食の軌跡の外側では、地球のはるかに広い領域で部分日食が見られます。通常、本影の幅は 100～160 km、半影の直径は 6400 km を超えます。[33]
ベッセル要素は、日食が部分日食、環状日食、皆既日食（または環状/皆既日食）のいずれになるか、また、特定の場所での日食の状況がどうなるかを予測するために使用されます。[34] ：第11章
ベッセル要素を使った計算により、地球表面における本影の正確な形状を決定できます。しかし、地球表面のどの経度に影が落ちるかは、地球の自転と、その自転が時間の経過とともにどれだけ遅くなったかの関数です。日食の予測では、この減速を考慮するためにΔTと呼ばれる数値が使用されます。地球が遅くなると、ΔT が増加します。地球の自転は不規則に遅くなるため、将来の日付の ΔT は大まかにしか推定できません。つまり、遠い将来の特定の日付に皆既日食があることを予測することはできますが、遠い将来のどの経度で皆既日食になるかを正確に予測することはできません。日食の歴史的記録により、過去の ΔT 値、つまり地球の自転の値を推定できます。 [34] : 式 11.132
間隔
皆既日食の持続時間を決定する要因は以下のとおりです（重要度の高い順に）：[35] [36]
- 月がほぼ正確に近地点にある（角直径が可能な限り大きくなる）。
- 地球は遠日点（楕円軌道上で太陽から最も遠い位置、角直径がほぼ最小）に非常に近い。
- 日食の中心点は地球の赤道に非常に近く、自転速度が最も大きく、地球の表面を移動する月の影の速度に最も近くなります。
- 日食の中点での日食経路のベクトルは、地球の自転のベクトルと一致します（つまり、斜めではなく真東）。
- 日食の中点は太陽直下点（地球の太陽に最も近い部分）の近くになります。
これまでに計算された最も長い日食は、2186年7月16日の日食（ガイアナ北部で最大7分29秒）である。[35]
発生と周期
皆既日食はまれな現象で、地球上のどこかで平均18か月ごとに繰り返されますが、[38]特定の場所では平均360～410年に1度しか繰り返されないと推定されています。 [ 39]月の本影は時速1700キロメートル（1100マイル、470メートル、1500フィート/秒）を超える速度で東に移動するため、どの場所でも皆既日食は最大で数分間しか続きません。[40]現在、皆既日食は7分32秒以上続くことはありません。 この値は数千年にわたって変化し、現在は減少しています。 8千年紀までには、理論的に可能な最長の皆既日食は7分2秒未満になるでしょう。[35] 7分を超える日食が最後に発生したのは、1973年6月30日（7分3秒）でした。超音速機コンコルドに乗った観測者は、月の本影の軌道に沿って飛行することで、今回の日食の皆既日食を約74分に延ばすことができた。[41]次に7分を超える皆既日食は、2150年6月25日まで発生しない。紀元前3000年から少なくとも西暦8000年までの11000年間で最も長い皆既日食は、2186年7月16日に発生し、皆既日食は7分29秒続く。[35] [42]ちなみに、20世紀で最も長い皆既日食は1955年6月20日の7分8秒で、21世紀には7分を超える皆既日食は発生しない。[43]
他の日食は日食周期を使って予測することができます。サロスはおそらく最もよく知られており、最も正確なものの 1 つです。サロスは 6585.3 日 (18 年強) 続きます。つまり、この期間の後に、実質的に同一の日食が発生します。最も顕著な違いは、経度が西に約 120° (0.3 日のため)、緯度が少し (奇数周期の場合は南北、偶数周期の場合はその逆) シフトすることです。サロスの連続は、常に地球の極地の 1 つ付近での部分日食で始まり、その後、一連の金環日食または皆既日食を経て地球上を移動し、反対の極地での部分日食で終わります。サロスシリーズは1226年から1550年続き、69から87回の日食が発生し、そのうち約40から60回が中心日食です。[44]
年間頻度
毎年2～5回の日食が発生し、少なくとも1回の日食シーズンに1回発生します。 1582年にグレゴリオ暦が制定されて以来、5回の日食が発生した年は1693年、1758年、1805年、1823年、1870年、1935年です。次に日食が発生するのは2206年です。[45]平均すると、1世紀あたり約240回の日食が発生します。[46]
最後の皆既日食
皆既日食は、さまざまな状況が偶然に重なった結果、地球上で見られる。地球上でも、今日の人々によく知られている多様な日食は、一時的な（地質学的時間スケールでは）現象である。何億年も前、月は地球に近かったため、明らかに大きかった。そのため、すべての日食は皆既か部分日食であり、金環日食はなかった。潮汐加速により、地球の周りの月の軌道は毎年約3.8cmずつ遠ざかる。数百万年後には、月は太陽を完全に隠すには遠すぎるため、皆既日食は発生しなくなる。同じ期間に、太陽はより明るくなり、サイズが大きく見えるようになるかもしれない。[47]地球から見たときに月が太陽全体を隠せなくなる時期の推定値は、6億5000万年後[48]から14億年後[47]である。
閲覧
太陽の光球（太陽自体の明るい円盤）を直接数秒でも見ると、光球から放出される強力な可視光線と不可視光線により、目の網膜に永久的な損傷を引き起こす可能性があります。この損傷により視力が低下し、失明に至ることもあります。網膜は痛みを感じないため、網膜損傷の影響は数時間後に現れることがあり、そのため損傷が発生しているという警告はありません。[49] [50]
通常、太陽は非常に明るいため、直視することは困難です。しかし、日食中は太陽の大部分が覆われるため、太陽を直視することが容易になり、より魅力的になります。日食中に太陽を見ることは、太陽の円盤が完全に覆われる皆既日食の短い期間を除いて、日食以外のときに太陽を見るのと同じくらい危険です（皆既日食は皆既日食中にのみ発生し、非常に短時間のみ発生します。部分日食や金環日食中には発生しません）。あらゆる種類の光学補助具（双眼鏡、望遠鏡、または光学カメラのファインダー）を介して太陽の円盤を見ることは非常に危険であり、ほんの一瞬で回復不可能な目の損傷を引き起こす可能性があります。[51] [52]
部分日食と金環日食
部分日食や金環日食（そして皆既日食の短い期間以外）の太陽観察には、目の損傷を避けるために特別な目の保護、または間接的な観察方法が必要である。太陽の円盤は、太陽の放射線の有害な部分をブロックする適切なフィルターを使用すれば観察できる。サングラスは太陽観察を安全にするものではない。太陽の円盤を直接観察するには、適切に設計され認定された太陽フィルターのみを使用するべきである。[53]特に、ケースから取り出したフロッピーディスク、コンパクトディスク、黒色のスライドフィルム、スモークガラスなどの一般的な物を使用して自作したフィルターは避けなければならない。[54] [55]
太陽の円盤を観察する最も安全な方法は、間接投影によるものです。[56]これは、双眼鏡（レンズの1つを覆う）、望遠鏡、またはピンホールカメラと呼ばれる小さな穴（直径約1 mm）の開いた別の厚紙を使用して、円盤の画像を白い紙またはカードに投影することによって行うことができます。投影された太陽の像は安全に観察でき、この方法は太陽黒点や日食の観察に使用できます。ただし、プロジェクター（望遠鏡、ピンホールなど）を直接覗き込まないように注意する必要があります。[57]小さな穴の開いたキッチンザルを使用して、部分的に日食になった太陽の複数の画像を地面または観察スクリーンに投影することもできます。ビデオカメラまたはデジタルカメラによって提供されるビデオ表示スクリーンで太陽の円盤を見ることは安全ですが、カメラ自体は太陽に直接さらされると損傷する可能性があります。一部のビデオカメラやデジタルカメラに付属している光学ファインダーは安全ではありません。レンズとファインダーの前に #14 溶接用ガラスをしっかりと取り付けると、機器が保護され、観察が可能になります。[55]隙間や取り付け部の外れは悲惨な結果を招くため、専門的な技術が不可欠です。部分日食の軌道では、コロナや空がほぼ完全に暗くなるのを見ることはできません。ただし、太陽の円盤がどの程度隠れるかによって、暗くなるのがわかる場合があります。太陽の 4 分の 3 以上が隠れると、空が曇っているかのように日中が薄暗く見える効果が観察されますが、物体は依然として鮮明な影を落とします。[58]
全体
光球の可視部分が縮小し、非常に小さくなると、ベイリービーズが発生します。これは、太陽光が月の谷間を通って地球に届くことによって発生します。皆既日食は、最後の明るい太陽光の閃光であるダイヤモンドリング効果で始まります。 [59]
皆既日食を直接観察するのは、太陽の光球が月に完全に覆われているときのみであり、皆既日食の前後では安全に観察できない。[56]この期間中、太陽はフィルターを通して見るには暗すぎる。太陽のかすかなコロナが見え、彩層、太陽プロミネンス、コロナストリーマー、さらには太陽フレアも見られる可能性がある。皆既日食の終わりには、同じ効果が逆の順序で、月の反対側で発生する。[59]
日食を追う
熱心な日食追随者のグループは、地球の周りで日食が起こると、その観測を追求してきました。[60]日食を追う人は、影愛好家を意味するアンブラフィルとして知られています。[61]アンブラフィルは日食のために旅をし、日食メガネとしても知られる太陽観察メガネや望遠鏡など、太陽を観察するのに役立つさまざまな道具を使用します。 [62] [63]
写真
日食の最初の写真は1851年7月28日にヨハン・ユリウス・フリードリヒ・ベルコフスキーがダゲレオタイプ法で撮影したものです。[64] [65]
日食の撮影は、ごく一般的なカメラ機材で可能です。太陽/月の円盤を簡単に見るには、かなり高倍率の長焦点レンズが必要です (35 mm カメラの場合は少なくとも 200 mm)。円盤がフレームの大部分を占めるには、より長いレンズが必要です (500 mm 以上)。太陽を直接見る場合と同様に、カメラの光学ファインダーを通して太陽を見ると網膜に損傷を与える可能性があるため、注意が必要です。[66]光学ファインダーを使用しない場合でも、デジタル写真撮影には太陽フィルターが必要です。カメラのライブビュー機能や電子ビューファインダーの使用は人間の目には安全ですが、レンズが適切に設計された太陽フィルターで覆われていないと、太陽光線がデジタル画像センサーに修復不可能な損傷を与える可能性があります。[67]
歴史的な日食
歴史的な日食は、歴史家にとって非常に貴重な情報源である。なぜなら、それによっていくつかの歴史的出来事の正確な日付を特定することができ、そこから他の日付や古代の暦を推測することができるからである。[68]記録されている最古の日食は、現在のシリアにあるウガリットで発見された粘土板に記録されており、通常、2つのもっともらしい日付が引用されている。紀元前1375年5月3日か紀元前1223年3月5日で、後者がこのテーマに関する最近の著者によって支持されている。[69] [70]アッシリアのテキストに記載されている紀元前763年6月15日の日食は、古代近東の年代学にとって重要である。[71]より古い日食の日付を特定するという主張は他にもある。伝説的な中国の王、鍾康は、4000年前の日食を予測できなかった2人の天文学者、熹と何の斬首刑に処したとされている。[72]おそらく最も古い未証明の主張は考古学者ブルース・マッセのもので、彼は皆既日食について言及しているいくつかの古代の洪水神話に基づいて、紀元前2807年5月10日に起こった日食とインド洋への隕石衝突の可能性を関連付けている。[73]
日食は前兆、あるいは前兆と解釈されてきた。 [74]古代ギリシャの歴史家ヘロドトスは、ミレトスのタレスがメディア人とリディア人の戦いの最中に日食が起こると予言したと書いている。日食の結果、両陣営は武器を置き、和平を宣言した。[75]この問題は何百人もの古代および現代の権威者によって研究されてきたが、正確な日食は不明である。有力な候補の1つは紀元前585年5月28日に、おそらく小アジアのハリュス川の近くで起こった。[76]クセルクセスがギリシャ遠征に出発する前にヘロドトスが記録した日食は[77]、伝統的に紀元前480年のものとされており、ジョン・ラッセル・ハインドはこれを紀元前478年2月17日のサルディスでの金環日食と一致した。 [78]あるいは、紀元前480年10月2日にはペルシャから部分日食が観測された。[79]ヘロドトスも、第二次ペルシャによるギリシャ侵攻の際にスパルタで日食が起きたと報告している。[80]日食の日付（紀元前477年8月1日）は、歴史家が認める侵攻の慣例的な日付と正確には一致しない。[81]
古代中国では日食は「太陽を食べること」（rìshí 日食）として知られており、日食に関する最も古い記録は紀元前720年頃に遡ります。[82]紀元前4世紀の天文学者石深は、月と太陽の相対的な位置を使用して日食を予測することを説明しました。[83]
イエスの磔刑の際の暗闇は日食であったと仮定して、聖金曜日の正確な日付を確定する試みがなされてきた。この研究は決定的な結果をもたらさなかった。 [84] [85]また、聖金曜日は満月の時に行われる過越祭の時と記録されている。さらに、暗闇は6時から9時まで、つまり3時間続いたが、これは日食の皆既日食の上限である8分よりはるかに長い。同時代の年代記には、664年5月初めの日食について書かれており、これはイギリス諸島で664年の疫病が始まった時期と一致している。 [86]西半球では、中世初期にアラブや修道院の観測が始まるまで、西暦800年以前の日食に関する信頼できる記録はほとんどない。[82]
ムハンマドの存命中、 632年1月27日にアラビアで 日食が起こった。ムハンマドは、その日早くに息子が亡くなったことと日食は関係がないと否定し、「太陽と月は人々の死によって日食になるのではなく、神のしるしの中の2つのしるしである」と述べた。[87]カイロの天文学者イブン・ユーヌスは、日食の計算は天文学とイスラム法を結びつける多くの要素の1つであり、特別な祈りを捧げる時期を知ることができると記している。[88]コロナの最初の観測記録は、西暦968年にコンスタンティノープルで行われた。 [79] [82]
皆既日食の最初の望遠鏡観測は1706年にフランスで行われた。 [82] 9年後、イギリスの天文学者エドモンド・ハレーが1715年5月3日の皆既日食を正確に予測し、観測した。[79] [82] 19世紀半ばまでに、日食中の太陽コロナの観測を通じて太陽の科学的理解が向上した。コロナは1842年に太陽の大気の一部であると特定され、皆既日食の最初の写真（ダゲレオタイプ）は1851年7月28日の皆既日食で撮影された。[79] 1868年8月18日の皆既日食は分光器で観測され、太陽の化学組成の決定に役立った。[79]
ジョン・フィスクは1872年の著書『神話と神話の創造者』の中で日食に関する神話を次のようにまとめている。
ヘラクレスとカクスの神話では、太陽神が光を盗んだ盗賊に勝利するという基本的な考えがある。盗賊がインドラが眠った夜に光を奪い去ろうと、昼間に大胆に黒い姿を空に向けて立ち上がらせ、地上に暗闇を広げようと、神話の作者にとってはほとんど違いはない。鶏にとって日食は夜の訪れと同じことであり、鶏はそれに応じて巣に戻る。では、なぜ原始的な思想家は、黒い雲によって引き起こされる空の暗さ、および地球の自転によって引き起こされる空の暗さを区別したのだろうか？鶏が日食の科学的説明について知らないのと同様に、原始的な思想家はこれらの現象の科学的説明について何も知らなかった。彼にとっては、どちらの場合も太陽の輝きが盗まれたこと、および両方の盗みの責任が同じ悪魔であると疑うことだけで十分だった。[89]
特定の観察、現象、影響
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皆既日食は、コロナ（太陽の大気の外層）を観察できる稀な機会です。通常、コロナは光球がコロナよりもはるかに明るいため、見ることができません。太陽活動周期のどの時点に達するかによって、コロナは小さく対称的に見えるか、大きくぼやけて見えるかが決まります。これを事前に予測するのは非常に困難です。[90]
日食に関連する現象には、プールの底の影に似た影の帯（フライングシャドウとも呼ばれる）があります。これは、狭い三日月が異方性光源として機能する皆既日食の直前と直後にのみ発生します。[91]部分日食中に光が木の葉の間を透過すると、重なり合った葉が自然のピンホールを作り、地上に小さな日食が現れます。[92]
1919年の観察
1919年5月29日の皆既日食の観測は、アインシュタインの一般相対性理論を裏付けるのに役立った。アーサー・エディントンは、おうし座の星々の間に太陽がある場合とない場合の見かけの距離を比較することで、重力レンズに関する理論的予測が裏付けられたと述べた。[93]星々の間に太陽がある状態での観測は、星々が見える皆既日食のときのみ可能だった。エディントンの観測は当時の実験精度の限界に近かったが、20世紀後半の研究で彼の結果が裏付けられた。[94] [95]
重力異常
日食、特に皆既日食の期間中の重力に関連した現象の観測には長い歴史がある。モーリス・アレは1954年と1959年の日食中に異常で説明のつかない動きを観測したと報告した。[96]この現象はアレ効果と名付けられ、その実在性は議論の的となっている。同様に、1970年にサックスルとアレンはねじり振り子の運動の突然の変化を観測した。この現象はサックスル効果と呼ばれている。[97]
1997年の日食の観測では、王らが重力遮蔽効果の可能性を示唆し[98] 、議論を巻き起こした。2002年に王らは詳細なデータ分析を発表し、この現象は未だに説明できないことを示唆した[99]。
日食と太陽面通過
原理的には、日食と惑星の太陽面通過が同時に起こることはあり得る。しかし、これらの現象は期間が短いため、極めて稀である。次に日食と水星の太陽面通過が同時に起こると予想されるのは、西暦6757年7月5日であり、日食と金星の太陽面通過は、西暦1 5232年4月5日と予想されている。[100]
もっと一般的だが、それでもまれなのは、皆既日食の時に惑星（特に水星や金星、ただしそれだけではない）が合になることである。この場合は、日食がなければ太陽のまぶしさに埋もれていたであろう惑星が、日食中の太陽のすぐ近くに見える。かつて、一部の科学者は、水星よりもさらに太陽に近い惑星（バルカンと呼ばれることが多い）があるかもしれないと仮説を立てた。その存在を確認する唯一の方法は、太陽を通過するか皆既日食中にそれを観測することだった。そのような惑星は発見されておらず、それ以来、一般相対性理論によって、バルカンが存在するかもしれないと天文学者が示唆するに至った観測が説明されている。[101]
人工衛星
人工衛星も地球から見ると太陽の前を通過することがあるが、日食を引き起こすほどの大きさはない。例えば、国際宇宙ステーションの高度では、太陽を完全に隠すには、物体の直径が約3.35 km (2.08 mi) 必要となる。これらの通過は、可視領域が非常に狭いため観察が難しい。衛星は通常、約1秒で太陽面を通過する。惑星の通過と同様に、暗くなることはない。[102]
地球の大気圏上を周回する宇宙船や人工衛星からの日食の観測は、天候に左右されない。ジェミニ12号の乗組員は1966年に宇宙から皆既日食を観測した。 [103] 1999年の皆既日食の部分的な位相はミールから観測された。[104]
インパクト
2015年3月20日の日食は、電力システムに重大な影響を及ぼす可能性があると推定される最初の日食であり、電力部門は影響を緩和するための対策を講じている。大陸ヨーロッパとイギリスの同期地域では、約90ギガワットの太陽光発電があると推定され、晴天の日と比較して生産量は一時的に最大34ギガワット減少すると推定された。[105] [106]
日食により気温が3℃（5℉）低下し、風速が毎秒0.7メートル（2.3フィート）低下するため風力も低下する可能性があります。 [107]
光量と気温の低下に加えて、皆既日食の間、動物の行動も変化します。例えば、鳥やリスは巣に戻り、コオロギは鳴きます。[108]
最近および今後の日食
日食は、太陽が月の昇交点または降交点に近づく日食シーズンにのみ発生します。各日食は、1、5、または6つの朔望月によって区切られており、各シーズンの中間点は、太陽が1つの交点から次の交点に移動する平均時間である173.3日によって区切られています。月の交点がゆっくりと後退するため、この期間は暦の半分より少し短くなります。223朔望月は、およそ239変則月と242竜月に相当するため、同様の形状の日食は、223朔望月（約6,585.3日）の間隔で繰り返されます。この期間（18年11.3日）はサロスです。 223 朔望月は 239 異常月や 242 竜月と同じではないため、サロス周期は無限に繰り返されることはありません。各周期は、月の影が北極または南極付近で地球を横切ることから始まり、その後の出来事は月の影が地球を横切るまで他の極に向かって進み、最後に月の影が地球を通り過ぎて周期が終了します。[28]サロス周期には番号が付けられており、現在、周期 117 から 156 がアクティブです。[要出典]
1997–2000
この日食は、セメスターシリーズの一つです。セメスターシリーズの日食は、月の軌道の交互のノードで約177日と4時間（セメスター）ごとに繰り返されます。 [109]
2000 年 7 月 1 日と2000 年 12 月 25 日の部分日食は、次の太陰年日食セットで発生します。
2000–2003
この日食は、セメスターシリーズの一つです。セメスターシリーズの日食は、月の軌道の交互のノードで約177日と4時間（セメスター）ごとに繰り返されます。 [110]
2000 年 2 月 5 日と2000 年 7 月 31 日の部分日食は、前太陰年の日食セット内で発生します。
2004–2007
この日食は、セメスターシリーズの一つです。セメスターシリーズの日食は、月の軌道の交互のノードで約177日と4時間（セメスター）ごとに繰り返されます。 [111]
2008–2011
この日食は、セメスターシリーズの一つです。セメスターシリーズの日食は、月の軌道の交互のノードで約177日と4時間（セメスター）ごとに繰り返されます。 [112]
2011 年 6 月 1 日と2011 年 11 月 25 日の部分日食は、次の太陰年日食セットで発生します。
2011–2014
この日食は、セメスターシリーズの一つです。セメスターシリーズの日食は、月の軌道の交互のノードで約177日と4時間（セメスター）ごとに繰り返されます。 [113]
2011 年 1 月 4 日と2011 年 7 月 1 日の部分日食は、前太陰年の日食セット内で発生します。
2015–2018
この日食は、セメスターシリーズの一つです。セメスターシリーズの日食は、月の軌道の交互のノードで約177日と4時間（セメスター）ごとに繰り返されます。 [114]
2018 年 7 月 13 日の部分日食は、次の太陰年日食セットで発生します。
2018–2021
この日食は、セメスターシリーズの一つです。セメスターシリーズの日食は、月の軌道の交互のノードで約177日と4時間（セメスター）ごとに繰り返されます。 [115]
2018 年 2 月 15 日と2018 年 8 月 11 日の部分日食は、前太陰年の日食セット内で発生します。
2022～2025年
この日食は、セメスターシリーズの一つです。セメスターシリーズの日食は、月の軌道の交互のノードで約177日と4時間（セメスター）ごとに繰り返されます。 [116]
2026–2029
この日食は、セメスターシリーズの一つです。セメスターシリーズの日食は、月の軌道の交互のノードで約177日と4時間（セメスター）ごとに繰り返されます。 [117]
2029 年 6 月 12 日と2029 年 12 月 5 日の部分日食は、次の太陰年日食セットで発生します。
参照
- 日食のリスト
- 日食を題材にした映画一覧
- アポロ・ソユーズ: 米国とソ連による初の共同宇宙飛行。ミッションには、アポロ モジュールによる日食を計画し、ソユーズに搭載された機器で太陽コロナの写真を撮影することが含まれていました。
- 日食を追う：勉強と楽しみのために日食の見える場所を旅する
- 掩蔽：ある物体と観測者の間を通過する別の物体によってその物体が掩蔽されることの総称。これにより、例えば、地球から見るとその物体が掩蔽されて、その遠方の恒星を周回する太陽系外惑星の存在が明らかになる。
- 歴史と文化における日食：歴史と現代の社会と宗教による日食と月食の扱い
- フィクションにおける日食
- 月の皆既日食：月から見た地球による太陽の皆既日食
- 月食：地球から見た月の日食。月食によって月にできる影。
- 金星の太陽面通過: 地球から見た場合、金星が太陽と地球の間を通過する現象。厳密には部分日食です。
- 火星から見たデイモスの太陽面通過：火星から見た火星の衛星デイモスの太陽と火星の間を通過する様子
- 火星から見たフォボスの太陽面通過：火星から見た火星の衛星フォボスの太陽と火星の間を通過する様子
脚注
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- ^ Gray, SL; Harrison, RG (2012). 「日食による風の変化の診断」Proceedings of the Royal Society . 468 (2143): 1839–1850. Bibcode :2012RSPSA.468.1839G. doi : 10.1098/rspa.2012.0007 . 2015-03-04にオリジナルからアーカイブ。 2015-03-04に取得。
- ^ アレックス・ヤング「日食の仕組み」NASA。2017年9月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年9月21日閲覧。
- ^ van Gent, RH「古代から現在までの日食と月食の予測」。日食サイクルのカタログ。ユトレヒト大学。 2018年10月6日閲覧。
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文献
- ヘルマン・ムッケ;ジーン・ミーウス(1992)。日食のカノン -2003 から +2526 (第 2 版)。ウィーン: Astronomisches Büro。
- ハリントン、フィリップ S. (1997)。日食！日食と月食を観るためのガイド。ニューヨーク：ジョン・ワイリー・アンド・サンズ。ISBN 0-471-12795-7。
- スティール、ダンカン（1999年）。日食：歴史の流れを変えた天体現象。ロンドン：ヘッドライン。ISBN 0-7472-7385-5。
- モバリー、マーティン（2007年）。皆既日食とその観測方法。天文学者の観測ガイド。ニューヨーク：シュプリンガー。ISBN 978-0-387-69827-4。
- エスペナック、フレッド(2015)。『1501年から2500年までの日食の千年記録』。Portal AZ: Astropixels Publishing。ISBN 978-1-941983-02-7。
- エスペナック、フレッド (2016)。 『21世紀の日食のカノン』。ポータル AZ: Astropixels Publishing。ISBN 978-1-941983-12-6。
- フォザリンガム、ジョン・ナイト（1921年）。『歴史的日食：1921年5月17日に行われたハレー講演』オックスフォード：クラレンドン・プレス。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには日食に関連するメディアがあります。
Wikivoyage には日食に関する旅行ガイドがあります。
- NASA 日食ウェブサイト、今後の日食に関する情報と目の安全に関する情報
- NASA 日食 Web サイト (旧バージョン)
- Eclipsewise、フレッド・エスペナックの新しい日食サイト
- アンドリュー・ロウの日食のページ。5000年間の日食の地図と状況が掲載されています。
- 教育者のための日食活動ガイド、教育現場での日食の説明
- 詳細な日食の説明と予測、隠者日食
- 日食写真、ミロスラフ・ドラックミュラー教授
- 2017 年 8 月 21 日の日食のアニメーション マップ、ラリー コーン
- 5 千年紀 (-1999 年から +3000 年) 日食データベース、Xavier M. Jubier
- 日食の仕組みをアニメーションで解説 2013-05-25にWayback Machineにアーカイブ、サウスウェールズ大学
- 日食画像ギャラリー 2016-10-15 にWayback Machineにアーカイブされました、夜の世界
- リング・オブ・ファイア・エクリプス：2012年、写真
- 。コリアーの新百科事典。1921年。
- 2015 年 3 月 20 日の皆既日食のビデオ録画をYouTubeで中央揃えで表示
- リック天文台で撮影された日食の写真。リック天文台記録デジタルアーカイブ、カリフォルニア大学サンタクルーズ校図書館のデジタルコレクションより。2020年6月5日にウェイバックマシンにアーカイブされました。
- 2016年3月9日の皆既日食の動画（始まりから皆既まで）YouTube
- 皆既日食の地球上の影 2016年3月9日 CIMSSSatelite
- すべての日食のリスト
- ナショナル ジオグラフィックの太陽日食 101 ビデオは、2018 年 8 月 4 日にWayback Machineにアーカイブされました。
Wikiversity には、晴れた日であればいつでも学生が参加できる日食実験室があります。
