大阪市立科学館における太陽の撮像と黒点数の推移

石坂千春

大阪市立科学館

概　要

2004年度に大阪市立科学館天文台で継続的に太陽を撮像し、展示場にて公開したので
報告する。併せて、黒点数についても集計し、オーロラ発生数と比較したので報告する。

１．はじめに

　2004年7月22日から翌2005年3月31日まで、大阪市立科学館屋上に設置された天文台で継続的に太陽像の撮影を行った。当該期間中、撮像できた日数は94日である。
　2004年度は太陽活動極大期を4年過ぎ、出現する黒点は極大期の20％ほどになると予想されていた[1]。一方、コロナホール起源のオーロラが活発になる時期とも言われていた。
　当館ではこれまで継続的に太陽の撮像を行ってきたが、黒点数の集計は行っていない。今回、2004年度に撮影した太陽像から黒点数を計測したので報告する。
　次章では太陽像の撮影方法と公開方法について報告し、３章では集計した黒点数を報告する。オーロラ嵐の発生数との相関については４章でまとめた。

２．撮影方法および公開手順

（１）撮影機材

　屋上天文台の10cm屈折望遠鏡（f1000）にデジタル一眼レフカメラNikonD100を直焦点で接続する。望遠鏡の対物レンズを直径5cmに絞り、減光フィルタとして印刷用リスフィルムを利用する。ＣＣＤ感度はISO200相当、露出は気象状況によるが1/320～1/400秒程度に設定した。

（２）公開手順

　公開用のパソコンはLANにつながっていないので、次のような手順を踏む。なお、この展示公開用パソコンは2002 年度に当館元学芸員川上新吾氏が導入したものである。

①　撮影した太陽像を画像処理用のパソコンに取り込み、サイズを800×531ピクセルに縮小した後、撮影日時を画像上に書き込む（図１）。

　　　図１．公開用画像（2004年7月24日）

②　①の画像ファイルを、フロッピーディスクを介して公開用パソコンの所定のフォルダーに保存する。
③　公開用HTMLファイルを編集して、新規太陽像にリンクを貼る。
④　ブラウザを立ち上げ、画面を公開用CRTに切り替える。

３．黒点数の集計

　画像処理をした太陽像から肉眼で黒点を特定し、黒点数N、黒点群数ｇを集計した。
　黒点指数として10ｇ＋Nを導入する。黒点相対数RとはR=ｋ（10ｇ＋N）という関係がある（kは観測者による比例係数）。計測した黒点数および黒点指数を表1にまとめる。

　　　　　　　

表１．撮像日と黒点数

日付	黒点群	黒点数	相対指数
2004/ 7/22	1	10	20
2004/ 7/23	1	8	18
2004/ 7/24	2	6	26
2004/ 7/25	1	5	15
2004/ 7/28	1	6	16
2004/ 7/29	1	3	13
2004/ 7/30	0	3	3
2004/ 8/ 2	0	2	2
2004/ 8/ 4	1	3	13
2004/ 8/ 6	1	4	14
2004/ 8/ 7	1	5	15
2004/ 8/ 8	0	4	4
2004/ 8/10	1	5	15
2004/ 8/11	1	4	14
2004/ 8/16	1	8	18
2004/ 8/18	1	3	13
2004/ 8/19	1	3	13
2004/ 8/21	1	5	15
2004/ 8/22	0	8	8
2004/ 8/24	1	5	15
2004/ 8/25	0	4	4
2004/ 8/26	0	2	2
2004/ 8/27	0	2	2
2004/ 9/ 3	0	1	1
2004/ 9/ 7	0	4	4
2004/ 9/ 8	0	5	5
2004/ 9/ 9	1	5	15
2004/ 9/13	1	4	14
2004/ 9/14	1	4	14
2004/ 9/15	1	4	14
2004/ 9/17	1	3	13
2004/ 9/19	1	3	13
2004/ 9/20	1	4	14
2004/ 9/28	0	1	1
2004/10/ 1	0	2	2
2004/10/ 3	0	3	3
2004/10/ 6	0	1	1
2004/10/ 7	0	0	0
2004/10/14	0	1	1
2004/10/15	0	1	1
2004/10/21	0	4	4
2004/10/22	1	5	15
2004/10/24	2	8	28
2004/11/ 6	2	7	27
2004/11/ 7	2	9	29
2004/11/ 9	1	4	14
2004/11/10	1	2	12
2004/11/16	0	3	3
2004/11/17	0	5	5
2004/11/27	0	3	3
2004/11/28	0	3	3
2004/12/ 1	1	5	15
2004/12/ 3	1	3	13
2004/12/ 7	0	1	1
2004/12/ 8	0	0	0
2004/12/11	0	0	0
2004/12/12	0	1	1
2004/12/14	0	0	0
2004/12/15	0	0	0
2004/12/16	0	0	0
2004/12/17	0	0	0
2004/12/21	0	1	1
2004/12/24	0	1	1
2004/12/25	0	1	1
2004/12/26	0	1	1
2005/ 1/ 7	0	0	0
2005/ 1/10	0	1	1
2005/ 1/13	1	3	13
2005/ 1/20	1	4	14
2005/ 2/ 1	0	2	2
2005/ 2/ 2	0	1	1
2005/ 2/ 3	0	0	0
2005/ 2/ 4	0	0	0
2005/ 2/ 9	0	2	2
2005/ 2/14	1	4	14
2005/ 2/20	0	1	1
2005/ 2/22	0	2	2
2005/ 2/23	0	0	0
2005/ 2/25	0	0	0
2005/ 2/28	0	0	0
2005/ 3/ 3	0	0	0
2005/ 3/ 6	0	0	0
2005/ 3/ 8	0	0	0
2005/ 3/ 9	0	4	4
2005/ 3/13	1	5	15
2005/ 3/16	0	3	3
2005/ 3/18	0	2	2
2005/ 3/21	0	2	2
2005/ 3/24	1	2	12
2005/ 3/25	0	5	5
2005/ 3/27	0	1	1
2005/ 3/29	0	0	0
2005/ 3/30	0	0	0
2005/ 3/31	0	0	0

４．考察とまとめ

　前章で計測した黒点数と、九州大学宙空環境研究センター（ＳＥＲＣ）が公開しているデータ[2]とを比較すると、本報告の黒点数が系統的に少ないことが分かる（図２）。これは観測方法の違い（特に解像度）と黒点の特定法の違いを反映しているものと考えられる。図２から、前章で定義した黒点指数の比例係数ｋは10程度であることが予想される。

　図２．ＳＥＲＣの黒点数との比較

　図３では、前章で求めた黒点指数と、同じく九州大学宙空環境研究センターが公開しているオーロラ嵐発生数[2]とをグラフにまとめた。このグラフでは観測日が飛んでいるため、周期を特定することはできないが、黒点はおよそ27日周期（地球に対する太陽の自転周期）で増減を繰り返している一方、オーロラ嵐の発生数は必ずしも黒点の増減とは一致しておらず、満遍なく発生しているように見える。

図３．黒点相対指数とオーロラ嵐発生数の推移

　図4では、黒点指数とオーロラ嵐の発生数の相関をみたが、相関係数は-0.14と、強い相関は読み取れない。これは極小期におけるオーロラがフレア起源ではなく、コロナホールからの高速太陽風に起源を持つことに由来しているものと考えられている。
　2007年前後に太陽活動は極小期を迎えると予想されている[1]。今後も継続的に太陽の撮像と太陽黒点数の計測を行い、太陽活動の推移を観測していくことが必要であろう。

図４．黒点指数とオーロラ嵐発生数の相関

明らかな相関は認められない。相関係数は-0.14である。

参考資料

[1] ＮＡＳＡによる太陽黒点周期予報
[2]九州大学宙空環境研究センター宇宙天気概況

※補遺

　本稿で報告した太陽像については、一部を大阪市立科学館ホームページ「天文・宇宙の話題」上や著者のホームページ上でも公開した。

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