アマチュア天文学

アマチュア天文学は、参加者が肉眼、双眼鏡、または望遠鏡を使用して空の天体を観察または撮影することを楽しむ趣味です。科学的研究が主な目的ではない場合でも、一部のアマチュア天文学者は、変光星^[1​​]、二重星[ ^{2] 、}太陽黒点^[3]、月[4]または小惑星^による星の掩蔽[ 4 ]^を監視したり、彗星^[5]、銀河新星[6] 、他の銀河の超新星^{[ 7} ]などの一時的な天文現象を発見するなど、市民科学の実施に貢献しています。

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はしておらず、天体物理学の専門学位やその分野での高度な学術的訓練を受けていないのが普通である。アマチュアのほとんどは趣味人であるが、中には天文学で高度な経験を持つ者もおり、プロの天文学者を助けたり一緒に仕事をしたりすることもある。^[8]多くの天文学者は歴史を通じてアマチュアの枠組みで空を研究してきたが、20世紀初頭から、プロの天文学はアマチュア天文学やそれに関連する活動とは明確に区別される活動となった。^[9]

アマチュア天文学者は、通常、ほとんどの天体や天文現象が見える夜に空を観察しますが、太陽や日食を観察して日中に観測する人もいます。肉眼や双眼鏡だけを使って空を観察する人もいますが、より熱心なアマチュアは、携帯用望遠鏡や、個人またはクラブの天文台にある望遠鏡を使用することが多いです。アマチュアは、天体の発見方法や観測方法についてアドバイス、教育、指導を受けられるアマチュア天文学協会にも参加します。また、一般大衆に天文学の科学を広める役割も担っています。^[10]

アマチュア天文学者は、総じてさまざまな天体や現象を観察します。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、および星団、銀河、星雲などのさまざまな深宇宙の天体が含まれます。多くのアマチュアは、興味のある特定の天体、天体の種類、またはイベントの種類の観測を専門としています。アマチュア天文学の1つの分野であるアマチュア天体写真には、夜空の写真を撮ることが含まれます。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導入により、より人気が高まっています。

アマチュア天文学者のほとんどは可視波長で研究しているが、ごく少数だが可視スペクトル外の波長で実験している。電波天文学の初期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]非視覚的な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使用する方法や、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人もいれば、もともと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人もいる。ワンマイル望遠鏡はその一例である。

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。方法には、単に肉眼で夜空を見ること、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、さらにはカメラなどの高度な機器を使用して、スペクトルの可視部分と非可視部分の両方で空からの光を研究することが含まれます。スペクトルの可視部分と非可視部分の研究をさらに改善するために、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^[13]。市販の望遠鏡は新品でも中古でも入手できますが、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学者は、時間の経過とともにより専門的でより強力な機器を入手する傾向がありますが、特定のタスクでは比較的単純な機器が好まれることがよくあります。たとえば、双眼鏡は、一般に大多数の望遠鏡よりも低出力ですが、視野が広い傾向があり、夜空のいくつかのオブジェクトを観察するのに適しています。最近のiPhoneモデルでは、写真を撮るときに「ナイトモード^[14]」オプションも導入されており、露出を増やすことができます。露出とは、写真が撮影される時間です。これにより、フレーム内の光に焦点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、経験や目的に応じて、単純な星座早見盤から夜空全体の詳細な星図まで、さまざまな星図を使用します。また、天文地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 ソフトウェア、天文現象に関するさまざまな計算を実行するソフトウェアなど、さまざまな天文学ソフトウェアも利用可能であり、アマチュア天文学者が使用しています。

アマチュア天文学者は、観察の記録を残すのが好きで、通常は観察日誌の形式をとります。観察日誌には通常、どの天体がいつ観察されたか、また、観察された詳細についての詳細が記録されます。日誌ではスケッチが使用されることがあり、最近では観察の写真記録も使用されています。収集された情報は、毎年の集まりでアマチュア天文学者間の研究や交流に役立てられます。専門的な情報でも信頼性のある情報でもありませんが、これは趣味の愛好家が新しい目撃情報や経験を共有する方法です。

アマチュアの間での写真撮影の人気により、個人が撮影した画像や機材について書かれた Web サイトが多数誕生しました。アマチュア天文学の社会的交流の多くは、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 サーバーは、多数の天文学リストをホストしています。アマチュア天文学の商取引、機材の売買の多くはオンラインで行われています。多くのアマチュアは、Clear Sky Chartなどのオンライン ツールを使用して、夜間の観測セッションを計画しています。

興味深い天体の多くは肉眼で簡単に識別でき、時には星図の助けも借りますが、他の多くの天体は非常に暗かったり目立たなかったりするため、それらを見つけるには技術的な手段が必要です。アマチュア天文学では多くの方法が使用されていますが、そのほとんどはいくつかの特定の技術のバリエーションです。^{[誰によると? ]}

スターホッピングは、双眼鏡や手動の望遠鏡などの低技術の機器を使用するアマチュア天文学者がよく使用する方法です。地図 (または記憶) を使って既知のランドマーク星を見つけ、多くの場合ファインダースコープの助けを借りてそれらの星の間を「ホッピング」します。スターホッピングは単純なため、肉眼で見える星の近くにある物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、天体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（事前に調整済み）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。

スマートフォンで使用する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。^{[15] [16]}これらのアプリを使用すると、スマートフォンを空のその方向に向けるだけで、誰でも簡単に興味のある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電話機に内蔵されたハードウェアを活用します。天体座標、天体の名前、星座など、指し示され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。^[17]

設定円は、一部の望遠鏡の2 つの主な回転軸上に配置できる角度測定スケールです。 ^[要出典] 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、「アナログ設定円」(ASC) として明確に識別されています。オブジェクトの座標(通常は赤道座標で示される) を知ることにより、望遠鏡のユーザーは、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合わせる (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で見え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、デジタル設定円コンピューター (商品名には Argo Navis、Sky Commander、NGC Max などがあります) には、何万も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 コンピュータを備えた望遠鏡で天体を見つけるには、本やその他のリソースで特定の RA と Dec の座標を調べ、それらの数値の読み取り値に合わせて望遠鏡を調整する必要がありません。代わりに、電子データベースからオブジェクトが選択され、距離の値と矢印マーカーがディスプレイに表示され、望遠鏡を移動するための距離と方向を示します。望遠鏡は、2 つの角度距離の値がゼロになるまで移動します。これは、望遠鏡が適切に調整されていることを示します。このようにして RA 軸と Dec 軸の両方が「ゼロ」になると、オブジェクトは接眼レンズ内にあるはずです。多くの DSC は、go-to システムと同様に、ラップトップのスカイ プログラムと連動することもできます。^{[引用が必要]}

コンピュータ化されたシステムには、座標歳差を計算できるというさらなる利点がある。伝統的な印刷された情報源には、特定の時点における天体の位置を最も近い年で表す元年が副題として付けられている（例：J2005、J2007）。こうした印刷された情報源のほとんどは、約50年間隔でしか更新されていない（例：J1900、J1950、J2000）。一方、コンピュータ化された情報源は、観測の正確な瞬間までの「日付の元」の赤経と赤緯を計算することができる。^[18]

GOTO 望遠鏡は、技術が向上し価格が下がった 1980 年代以降、人気が高まっています。これらのコンピューター制御の望遠鏡では、通常、ユーザーが興味のあるアイテムの名前を入力すると、望遠鏡の機構によって望遠鏡が自動的にそのアイテムに向けられます。研究に熱心なアマチュア天文家にとって、これらの望遠鏡にはいくつかの注目すべき利点があります。たとえば、GOTO 望遠鏡は、スター ホッピングよりも興味のあるアイテムを見つけるのが速い傾向があるため、オブジェクトの研究に多くの時間を費やすことができます。また、GOTO により、メーカーは機械的に単純な経緯度望遠鏡マウントに赤道儀追跡を追加できるため、全体的に安価な製品を製造できます。GOTO 望遠鏡は通常、正確な追跡と位置決めを行うために、アライメント スターを使用して較正する必要があります。ただし、いくつかの望遠鏡メーカーは最近、内蔵 GPS を使用して較正する望遠鏡システムを開発し、観測セッションの開始時に望遠鏡をセットアップするのにかかる時間を短縮しています。

20 世紀後半の高速インターネットの発達と、コンピューター制御の望遠鏡マウントおよび CCD カメラの進歩により、「リモート テレスコープ」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が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制御できます。観測者は CCD カメラを使用し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 テレスコープの例として、バレケト天文台があります。また、ニューメキシコ州、 ^[19]オーストラリア、チリのアタカマにも望遠鏡ファームがあります。^[20]

アマチュア天文学者は、フィルム、 DSLR、LRGB、CCD 天体写真など、さまざまな画像撮影技術に取り組んでいます。CCD イメージャーは線形であるため、画像処理を使用して光害の影響を差し引くことができるため、都市部での天体写真の人気が高まっています。狭帯域フィルターを使用して光害を最小限に抑えることもできます。

プロの天文学者とは異なり、多くのアマチュア天文学者にとって、科学研究は主な目標ではないことがほとんどです。しかし、科学的価値のある研究は可能であり、多くのアマチュアがプロの天文学者の知識基盤にうまく貢献しています。天文学は、アマチュアがまだ有用なデータを提供できる数少ない科学の 1 つとして宣伝されることがあります。これを称えるため、太平洋天文学会はアマチュアによる天文学への多大な貢献に対して 毎年アマチュア功績賞を授与しています。

アマチュア天文学者による科学的貢献の大部分は、データ収集の分野にあります。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、小型望遠鏡を持つ多数のアマチュア天文学者の方が効果的である場合に、このことが当てはまります。アメリカ変光星観測者協会や英国天文学協会など、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を監視したり、小惑星の追跡を手伝ったり、掩蔽を観測して小惑星の形状と地球から見た月の見かけの端の地形の形状を判断したりする活動によく貢献しています。より高度な（それでもプロ用の設備と比較すると安価）機器を使用して、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、地球と宇宙の天文台によってキャプチャ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入手できます。

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。しかし最近では、リンカーン地球近傍小惑星研究や地球近傍小惑星追跡プロジェクトなどのプロジェクトへの資金提供により、ほとんどの彗星はアマチュアが観測できるようになるよりずっと前に、自動化システムによって発見されるようになりました。

世界中にはアマチュア天文学協会が多数存在し、アマチュア天文学に関心を持つ人々の会合の場となっている。会員は、独自の機器を持つ活発な観測者から、単にその話題に興味がある「アームチェア天文学者」まで多岐にわたる。協会の目的や活動は多岐にわたり、地理的範囲、地域の状況、規模、会員など、さまざまな要因によって左右される。たとえば、暗い田舎にある小さな地元の協会は、実践的な観測や星見会に重点を置くかもしれないが、大都市に拠点を置く大きな協会は、会員数は多いものの、光害によって制限されるため、代わりにゲストスピーカーを招いて定期的に屋内で会合を開くかもしれない。主要な国内または国際協会は、通常、独自の学術雑誌やニュースレターを発行しており、科学会議やコンベンションに似た大規模な複数日にわたる会合を開催するところもある。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がある場合もある。

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。

• ジョージ・アルコックは、彗星と新星の視覚的発見者として最も成功した人物の一人です。
• ジョン・E・ボートルは、スカイ・アンド・テレスコープ誌の「彗星ダイジェスト」や、アメリカ変光星観測者協会の月刊AAVSO回覧を執筆。夜空の暗さを定量化するボートルスケールを考案。
• ロバート・バーナム・ジュニア（1931年 - 1993年）、『天体ハンドブック』の著者。
• アンドリュー・エインズリー・コモン（1841年 - 1903年）は、独自の非常に大きな反射望遠鏡を製作し、写真撮影によって人間の目には見えない天体の特徴を記録できることを実証しました。
• ロバート・E・コックス（1917年～1989年）は、 Sky & Telescope誌で「ATM の収穫」というコラムを21 年間執筆しました。
• ジョン・ドブソン（1915年 - 2014年）、天文学の推進者。彼の名前はドブソニアン望遠鏡と関連している。
• ロバート・オーウェン・エヴァンス（1937年 - 2022年）は、現在、超新星の視覚的発見の史上最高記録を保持しているアマチュア天文学者でした。
• ジュゼッペ・ドナティエッロは、局部銀河群の中で11 個の近傍矮小銀河を発見しました。その中には、専門家ではない発見者にちなんで命名された最初の銀河も含まれています。
• 土星の白い斑点を発見した有名なコメディアン兼俳優のウィル・ヘイ。
• ウォルター・スコット・ヒューストン(1912-1993) は、 Sky & Telescope誌で「Deep-Sky Wonders」コラムを50 年近くにわたって執筆しました。
• アルバート・G・インガルス（1888年～1958年）、『アマチュア望遠鏡製作』第1～3巻および『アマチュア科学者』の編集者。
• デビッド・H・レヴィは、シューメーカー・レヴィ第9彗星を含む22個の彗星を発見または共同発見しており、これは個人としては最多の発見数である。
• サー・パトリック・ムーア（1923年～2012年）、BBCの長年続く番組「The Sky at Night」の司会者であり、天文学に関する多くの著書の著者。
• ラッセル・W・ポーター（1871年 - 1949年）はステラファン社を設立し、アマチュア望遠鏡製作の「創始者」と呼ばれています。
• グローテ・レーバー（1911年 - 2002年）は、電波天文学の先駆者であり、世界初の専用電波望遠鏡を建造し、無線周波数で初の天体調査を実施しました。

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。

• 太平洋天文学会アマチュア功績賞
• チャンブリスアマチュア功労賞

• 天体
• コールドウェルカタログ パトリック・コールドウェル・ムーア卿が編集した、アマチュア天文学者による観測用の天体リスト。
• 晴天チャートアマチュア天文学者向けに設計された天気予報。
• 天文学会一覧
• 望遠鏡の部品と構造のリスト
• メシエカタログフランスの天文学者シャルル・メシエが 1771 年にカタログ化した天体の集合。現在でも多くのアマチュアによって観測リストとして使用されています。
• 観察
• 観測天文学
• 通信制学校天文オリンピック
• 歩道天文学
• 天体観測
• 星のパーティー

• ティモシー・フェリス(2002)。『暗闇で見る：裏庭の天体観測者たちが深宇宙を探査し、惑星間の危険から地球を守る』ニューヨーク：サイモン＆シュスター。ISBN 978-0-684-86579-9。
• P. クレイ シェロッド、トーマス L. コード (2003)。アマチュア天文学の完全マニュアル: 天文観測のためのツールとテクニック。ニューヨーク州ミネオラ: ドーバー パブリケーションズ。ISBN 978-0-486-42820-8。
• Mousis, O.; et al. (2014). 「惑星天文学における専門家とアマチュアのコラボレーションのための機器的方法」.実験天文学. 38 (1–2): 91–191. arXiv : 1305.3647 . Bibcode :2014ExA....38...91M. doi :10.1007/s10686-014-9379-0. S2CID  118513531.

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• アマチュア天文学雑誌