月は最も身近で神秘的な天体です。一般の人はそれをどのように観察すべきでしょうか?

著者 |王思良

レビュー |鄭成卓

編集者 |趙静源

望遠鏡を持っていると、月に向けると、月面のクレーターや明暗のコントラストに驚嘆することがよくあります。月は地球の忠実な伴侶であり、唯一の天然衛星として、古代から人類の注目を集めており、これまでに人類が足を踏み入れた唯一の地球外惑星でもあります。 1950年代後半から1970年代初頭にかけて、ソ連と米国は数十機の探査機を月に向けて打ち上げ、米国のアポロ計画はこの期間中に6回の有人月面着陸を達成した。今、新たな月探査熱が世界を席巻している。我が国の有人月面着陸の予備計画の発表に続き、有人月面探査ミッションのための新たな宇宙船の名称も正式に決定されました。新世代の有人宇宙船は「孟舟」、月着陸船は「蘭越」と名付けられました。これらは、長征10号ロケットとともに中国の有人月探査ミッションを完了することになる。

月面の特徴を特に観察したい場合は、どの時間を選ぶべきでしょうか?人々は、満月のときが最も美しい時だと考えることが多いです。なぜなら、このとき太陽は月の地球に面した側（通常は月の表側と呼ばれる）を直接照らし、月の明るい側が最も大きく、最も明るくなるからです。この時期、満月が空高くに浮かび、人々に深い印象をもたらします。しかし実際には、太陽光の傾斜角下にある月は、月面の光と影のより豊かな詳細を人々に見せます。同時に、満月のときに望遠鏡が集めた月光によるまぶしさや眩しい放射パターンが観測に与える影響も回避できます。後漢末期の文豪曹操は「月は明るく、星はまばら」という詩を残した。月の見かけの明るさは-12.5度にも達し、太陽に次いで最も明るい天体となります。その明るさは100メートル離れたところから見ると40ワットの白熱電球の明るさに相当し、空の半分を照らすのに十分です。

月の詳細な地図 |出典: 杭州天文愛好家協会

月を観測するための機材の要件は非常に低いですが、その上限も非常に高いです。肉眼で月の満ち欠けを観察し、月の海や大きなクレーターを特定したり、大口径の望遠鏡を使って複数のモザイク写真を撮影し、後でそれらをつなぎ合わせて数億ピクセルの超鮮明な写真を作成することもできます。高倍率の望遠鏡を使って視覚的に観測することは（特に双眼鏡と組み合わせた場合）、月を探検するようなものです。地球と月の平均距離は約38万キロメートルです。地球上の望遠鏡で月を観測し、300倍に拡大すると、月面から約1,000キロメートルの高度で肉眼で月を観測するのと同じになります。このとき、観測者から月までの距離は月を周回する宇宙船と同程度となり、クレーターの詳細を多数見ることができます。月の境界線付近では、これらのクレーターの影は大きく引き伸ばされ、太陽に直接照らされた満月と鮮明なコントラストを形成し、非常に立体的な効果を生み出します。

月には、一見同じように見えるクレーターだけでなく、見る価値のある特徴がたくさんあります。有名なコペルニクスクレーターとその放射状の模様から雄大なアルプス山脈、壮観なシュローター渓谷から美しいレインボーベイ、神秘的な真っ直ぐな壁から珍しいルナXまで、月には発見されるのを待っている素晴らしい景色が無数にあります。より多くのターゲットについては、東莞科学博物館の劉静教授が作成した月の地形注釈付きの超高解像度の月面地図を参照できます。彼らは最近、4億5000万ピクセル、1,294個のマークを備えた中国の月地図の第3版をリリースしました。私は、自分の観測経験に基づき、注釈付きの図表と Lunar 100 および Bao Guoquan 氏の「月撮影観測地図帳」を参考にして、観測するとより興味深い 72 個の月面の特徴を「72 個の月観察リスト」として選びました (この記事の付録と参考文献 4 を参照)。一部の愛好家の初心者レベルの興味を満たすことを期待しています。スペースの都合上、ここでは月面地形の具体的な状況を一つ一つ列挙することはしません。興味のある方は、鮑国全氏の『月写真観測地図帳』（全2巻）を読んで、望遠鏡による月面観測の美しさを体験することをお勧めします。

月の地図 |出典：国立天文データセンター、東莞科学博物館の劉静氏

月の特徴を観察する場合、望遠鏡の解像度と特徴の実際のサイズを組み合わせて推定することができます。 6インチの望遠鏡の解像度は0.8秒角で、これは月面にある長さ約2キロメートルの物体を識別できる能力に相当します。月の地図から月面の地形の実際の大きさを推定する場合、便利な方法があります。月の直径が 3476 km、D が月の地図上の月の直径 (ミリメートル単位)、X が月の地図上のクレーターの直径 (ミリメートル単位) である場合、クレーターの実際の直径 d (キロメートル単位) は d=3476X/D で求められます。

月の山やクレーターの壁の高さは、月の表面やクレーターの底に映る影の長さ d を測定することによって判定できます。下の図に示すように、θ は太陽光の入射角であり、境界線からクレーターまでの経度差 Φ に等しくなります。月の頂上またはクレーターの壁の高さは、h=L*sin(θ)≈L*tan(θ)= (L*d)/1738です。

月の山の高さの模式図

付録：月見72リスト

参考文献

1. 双巴の怪物、豫園、月、天文観測 Wiki|Fandom、https://messier.fandom.com/zh/wiki/%E6%9C%88%E7%90%83

2. 我が国の有人月面着陸計画が発表、新華網、http://www.xinhuanet.com/tech/20230713/7a1e465d689b49eb96f05606b233007b/c.html

3. 中国の有人月探査ミッション用の新しい宇宙船の名前が正式に決定、新華網、http://www1.xinhuanet.com/politics/20240224/e9d7979a06b848eeac4011608faa173c/c.html

4. 豫園天文『月見72番表』初版、知湖、https://zhuanlan.zhihu.com/p/523469120

5. 1,294 個のマーカーを備えた 4.5 億ピクセルの中国月面地図第 3 版は、WeChat パブリック アカウント「仮想天文台」で公開されています。https://mp.weixin.qq.com/s/jBVm86ZR9xsa91haHzy4yQ

6. 月面地形図（第3版）、国立天文データセンター、https://nadc.china-vo.org/res/r100891/

7. 鮑国全、月の写真と観察アルバム、http://kcatlas.blogspot.com/2016/08/blog-post_85.html

8. パート 3: 月のクレーターの高さの測定、宇宙のイメージング、アイオワ大学物理天文学部、https://itu.physics.uiowa.edu/labs/observational/observing-lunar-features/part-3-measure-height-lunar-craters

9. チャールズ A. ウッド、「The Lunar 100」、Sky & Telescope、https://skyandtelescope.org/observing/the-lunar-100/

10. ポール・G・アベル「Visual Lunar and Planetary Astronomy」、Springer New York、2013年8月21日

月の観測に関するその他の質問については、コメント欄にメッセージを残してください。Xiaoxingが一つずつお答えします〜