黄道光

黄道光（日の出前に見られる場合は偽暁^{[2] [3] [4] [5]とも呼ばれる）は、}惑星間塵によって散乱された拡散した太陽光のかすかな輝きである。太陽の周りでより明るくなり、特に暗い夜空では太陽の方向から黄道帯に沿ってほぼ三角形に広がり、強度と視認性は低下するものの、黄道帯全体に沿って黄道帯として現れる。[ 6 ]^黄道光は空全体に広がり、 晴れて月のない夜空の自然光に寄与している^{[7] 。関連する現象に}対光（または逆光）がある。これは惑星間塵から後方散乱された太陽光で、太陽の真向かい にかすかだがわずかに明るい楕円形の輝きとして現れる。

黄道光は空の自然光に寄与しているが^{[8] 、黄道光は非常に弱いため、}月明かりや光害によって見えなくなることが多い。

太陽系の惑星間塵は、黄道面をまたぐ黄道雲と呼ばれる厚いパンケーキ型の雲を形成します。粒子の大きさは10〜300マイクロメートルで、質量は1ナノグラムから数十マイクログラムに及びます。^{[9] [10]}

1970年代のパイオニア10号とヘリオス宇宙船の観測により、黄道光が太陽系の惑星間塵雲によって散乱されていることが明らかになった。[ 11 ] [ 12 ^{]ジュノー}宇宙船 の衝突破片の画像の分析により、塵の分布は地球の軌道から木星との4:1軌道共鳴まで広がっていることがわかった。2.06 AUであり、塵は火星由来であることを示唆している。^[13]しかし、パイオニア10号、パイオニア11号、ガリレオ、ユリシーズ、カッシーニに搭載された他の専用の塵計測機器では、彗星や小惑星以外に火星が塵の重要な発生源であるという兆候は見つからなかった。^{[11] [14] [15] [16]}

中緯度では、黄道光は、春には夕方の薄明かりが完全に消えた後の西の空、または秋には朝の薄明かりが現れる前に東の空で最もよく観察されます。黄道光は柱として現れ、地平線で明るくなり、黄道の角度で傾いています。非常に小さな塵の粒子から散乱された光は強く前方散乱しますが、黄道光は実際には空の周り一周に広がっているため、太陽に対して小さな角度で観察した場合に最も明るくなります。このため、太陽が遮られる日の出や日の入りの近くに最もはっきりと見えますが、太陽の視線に最も近い塵の粒子は見えません。黄道光の原因となる塵の帯は、黄道全体にわたって均一です。

黄道から離れた塵は、太陽に対して小さな角度で見た場合を除いて、ほとんど検出できません。したがって、太陽に対して小さな角度で見ると、より広い幅が見える可能性があり、地平線の近く、地平線の下で太陽に近いほど、塵は広く見えます。

塵の発生源については長い間議論されてきた。最近まで、塵は活動彗星の尾や小惑星帯での小惑星同士の衝突から発生したと考えられていた。^[18]私たちの流星群の多くは、活動的な彗星の母天体が知られていない。塵の85%以上は、ほぼ休眠状態にある木星族の彗星が時折分裂することによって生じたものだ。^[19]木星族の彗星の公転周期は20年未満であり^[20]、活発にガスを放出していないときは休眠状態であると考えられるが、将来的には放出する可能性がある。^[21]黄道雲の最初の完全な力学モデルは、塵が木星に近づく軌道で放出された場合にのみ、黄道塵雲の厚さを説明できるほどかき混ぜられることを実証した。流星群の塵は直径300～10,000マイクロメートルとはるかに大きく、時間の経過とともにより小さな黄道塵の粒子に分解されます。

ポインティング・ロバートソン効果により、塵はより円形の（しかし依然として細長い）軌道を描きながら、ゆっくりと太陽に向かって螺旋状に進んでいきます。したがって、黄道雲を維持するためには、新しい粒子の継続的な供給源が必要です。彗星の塵と小惑星の衝突によって生成された塵が、黄道光と対流を生み出す塵雲の維持に最も大きく関与していると考えられています。

粒子は衝突や宇宙風化によってサイズが小さくなることがあります。10マイクロメートル未満の大きさに粉砕されると、粒子は太陽の輻射圧によって太陽系内から除去されます。その後、塵は彗星からの落下によって補充されます。近くの恒星の周りの黄道塵は太陽系外塵と呼ばれ、太陽系外惑星を直接撮影する試みにおいて重要なノイズ源になる可能性があります。この太陽系外塵、または高温の破片円盤は惑星の指標になり得ると指摘されています。惑星は彗星を太陽系内へと散乱させる傾向があるためです。

2015年、ESA/ロゼッタ探査機に搭載された二次イオンダスト分光計COSIMAの新しい結果により、惑星間ダストの母天体は、おそらく67P/チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星などの木星族彗星であることが確認された。^[23]ジュノーミッションのデータは、地球に近いダストは太陽系内部に局所的な起源を持つことを示しており、発生源として火星が最も適している。^[24]

黄道光は、太陽系内の宇宙塵と呼ばれる塵の粒子に太陽光が反射して生じます。そのため、そのスペクトルは太陽のスペクトルと同じです。黄道光を発生させる物質は、太陽を中心とし、地球の軌道をはるかに超えて広がるレンズ状の空間にあります。この物質は、惑星間塵の雲として知られています。物質のほとんどは太陽系の平面付近にあるため、黄道光は黄道に沿って見られます。観測される黄道光を発生させるために必要な物質の量は非常にわずかです。それが 1 mm の粒子の形をしていて、それぞれが月と同じアルベド(反射力)を持っているとすると、各粒子は隣の粒子から 8 km 離れていることになります。対流は、地球から見て太陽の真向かいにある、位相が完全に揃っている粒子によって引き起こされると考えられます。

ネスヴォルニーとイェニスケンスによれば、塵の粒子が約150マイクロメートルほどの大きさになると、平均速度14.5km/sで地球に衝突し、その多くは12km/sほどの遅い速度で衝突する。もしそうだとすれば、この彗星の塵は部分的に溶融した状態で地球に突入しても生き残ることができ、南極で採取された微小隕石の異常な特性を説明できると彼らは指摘した。この微小隕石は、小惑星起源であることが知られているより大きな隕石とは似ていない。近年、さまざまな宇宙船による観測で、特定の小惑星族の残骸やいくつかの彗星の軌跡 に関連する塵の帯など、黄道光に重要な構造が明らかになっている。

アレクサンダー・フォン・フンボルトの『コスモス』によると、メソアメリカ人は1500年より前に黄道光を認識していた。^{[25]おそらく1661年に}ジョシュア・チャイルドリーが印刷物で初めて報告した。この現象は1683年に天文学者ジョヴァンニ・ドメニコ・カッシーニによって研究された。いくつかの資料によると、彼はこれを太陽の周りの塵の粒子で説明した。 ^{[26] [27]}他の資料によると、1684年にニコラ・ファティオ・デ・デュイリエによって初めてこの方法で説明され、 ^[28]カッシーニはデュイリエに黄道光の研究を勧めた。^[25]

イスラムの預言者ムハンマドは、1日5回の礼拝のタイミングに関連して黄道光を「偽りの夜明け」（الفجر الكاذب al-fajr al-kādhib）と呼んだ。イスラムの口承には、日没後ずっと後に空に現れる偽りの夜明けの光と、日の出時に最初に現れる水平の帯の光である「真の夜明け」（الفجر الصادق al-fajr al-sādiq ）の違いをムハンマドが説明する多くの格言、つまりハディースが残っている。イスラムの学者の大多数によると、天文学的な夜明けが真の夜明けと考えられている。イスラムの実践者は、断食と毎日の礼拝のタイミングを決定する際に誤りを避けるために、ムハンマドの黄道光の説明を使用している。^{[29] [30] [31]}

2007年、クイーンのリードギタリスト、ブライアン・メイは、音楽の道に進むために36年ぶりに、論文「黄道塵雲の視線速度の調査」を完成させた。 ^[32]彼が論文を提出できたのは、その間にこのテーマについて行った研究が最小限だったからにほかならない。メイは、このテーマが2000年代に再び「流行」したテーマだと述べた。^[33]

金星や水星のような他の惑星^[34]も、 軌道空間に惑星間塵のリングがあることが示されています。

ウィキメディア・コモンズには、黄道光に関連するメディアがあります。

• Reach, WT (1997)。「構造化された黄道光: IRAS、COBE、ISO 観測」。拡散赤外線放射と IRTS。ASP カンファレンス シリーズ。124、33–40
• 「黄道光と交代」、JE リトルトンのエッセイ、2006 年 2 月 26 日、Wayback Machineにアーカイブ
• 黄道光と偽りの夜明け 2007年9月25日
• ラグナベルデの黄道光 2009 年 10 月 29 日
• インド、ウッタラーカンド州のヒマラヤ山脈の上から見た黄道光