Ｔ.Mishina 2005.3.2
今年の土星の衝(1月13日)の時、土星の環が一際明るく輝く現象が大阪の柚木さんによって
観測されました。月惑星研究会関西支部へ報告されています。
http://www.kk-system.co.jp/Alpo/kk05/s050117r.htm
詳しい解説も、月惑星研究会関西支部のサイトにあります。
http://www.kk-system.co.jp/Alpo/kk05/s050201r.htm
http://www.kk-system.co.jp/Alpo/kk05/s050224r.htm
この現象を理解するために簡単な実験をしました。
ビー玉と園芸用の白い軽石を使いました。ビー玉は透明なものとすりガラス状の二種類を使い
ました。土星の環は氷の塊と砂粒や岩石の塊であるといわれています。ビー玉が氷の塊、軽石が
岩石の塊の代わりです。それぞれ画像で、ビー玉の輝き方とビー玉の影、軽石の明るさに注目して
ください。
●猫の目のように輝くビー玉-----ハイリゲンシャイン
左の画像は、青いライトでカメラの左から照しています。ビー玉が青く輝いています。
右の画像は、カメラレンズのすぐそばから照らしています。ビー玉が猫の目のように輝きます。
●明るくなる軽石-----オポジション・エフェクト
左の画像は、カメラの少し左側から、白い軽石に、ライトをあてています。石の影ができています。
右の画像は、カメラのレンズのすぐ横から照らしています。手前の方の石の影がなくなります。
軽石の表面は細かいデコボコが沢山あります。こうしたデコボコも小さな影を沢山作ります。
小さな影が減ったことにより、手前の方の石が少しだけ明るく見えます。
●組み合わせると
左の画像は、カメラの左側からライトをあてています。右側の画像へカメラレンズのすぐ横からライトをあてて
います。白いティッシュとすりガラスのビー玉の明るさは変わらないので、これらと、軽石、透明なビー玉の明
るさを比べてみてください。
この実験では、ビー玉や軽石の影の僅かな変化だけでなく、光の方向によりビー玉がレンズ
となり返してくる光も見られます。
ハイリゲンシャインとオポジション・エフェクトについての解説は、ここのサイトにあります。
●ハイリゲンシャイン
http://www.weather-photography.com/Photos/gallery.php?cat=optics&subcat=heiligenschein
http://www.engl.paraselene.de/html/heiligenschein.html
●オポジション・エフェクト
http://www.engl.paraselene.de/html/opposition_effect.html
ハイリゲンシャインの光学的な原理はここで説明されています。
http://www.du.edu/~jcalvert/astro/heilig.htm
（和文への翻訳は，以下のサイトでできます．
http://www.nifty.com/globalgate/
http://www.ocn.ne.jp/translation/
http://www.excite.co.jp/world/）
これらのサイトによると、
芝生の葉の上に細かい水滴が着いているとき、水滴がレンズの役割をして、水滴の直ぐ後ろ葉
の上に、太陽の像を結像します。これを、葉の表面が鏡の役割をして光を再び水滴の方へ反射す
ると、太陽光が来た方向に向けて光が反射され、撮影者の頭の周りにハローができます。この
現象をハイリゲンシャインとしています。
一方、オポジション・エフェクトは、太陽が正面からあたると、影ができないため、アスファルトや
砂地のように細かいデコボコがあるところで、影のなくなることにより明るくなる現象を指しています。
ドライ・ハイリゲンシャインとも呼ぶそうです。
土星の環は主に氷の塊でできており、砂粒なども混じっているようです。
氷の塊の大きさは，
A環は、1cmから7.5m 、B環は1cmから5m、C環は1cmから3m
(出典:The Cambridge Guide to the Solar System P323)
となっています。丁度、ビー玉くらいの大きさの氷の塊から岩のように大な氷の塊が多数、土星の
周りを回っています。
水は表面張力で球形になるので、もしかすると球形のまま凍った氷のビー玉があるかも知れません。
もしも、土星の環に沢山、氷のビー玉があれば、衝のときには、上の実験のように、氷のビー玉が
猫の目のように輝くかも知れません。
そうなると、衝の時は、ごつごつとした氷の塊の影が小さくなることにより明るくなるオポジション・エ
フェクトに加えて、氷のビー玉がレンズの役割を果たして、後方のから反射される太陽の光でハイリ
ゲンシャインも起きているのかも知れません。
なお、今年の土星の衝は、土星から見ると地球の日面経過になります．その光景は、このサイト
でシミュレートできます。http://space.jpl.nasa.gov/
設定値は、
(Show me) Earth (as seen from) Satrun
(On) Jan 13 (in the year) 2005 (at) 16 15 (UTC)
(I want a field of view of) 0.2 (degree)
Optionは、orbitsを指定します。
Run Simulatorをクリックすると、
太陽を横切る直前の地球が見えます。太陽の真ん中を横切って行きます。
時刻を、14日5時15分にすると、太陽から出てきた直後の地球が見えます。
これは,1990年以来の現象で,次は2020年です。
惑星やその衛星が太陽と正反対に位置すると明るさが増すという現象は、opposition effect(衝効果）
と呼ぶそうです。
以上
