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    カテゴリー 日常 / プライベート

    日食・月食の起こる仕組み(メカニズム)について説明します


    こんにちは。製作部 夏目です。
    新年があけました。また新たな気持ちで仕事に臨んでいきたいと思います。

    さて、1月6日にある天体ショーが起こりました。

    それは…..「日食」です。

    日食といっても、太陽が全て月の影に隠れる皆既食ではなく一部分が隠れる部分食でしたが、
    この日食が見られるのが日本では数年振りとあってか、大きな話題となりました。

    そこで、今回のブログでは、以下のテーマでお届けします。

    1.日食・月食を引き起こす天体って何?
    2.日食・月食ってなに?
    3.日食・月食はなぜ起こる?
    4.日食・月食が見られなくなる!?

    1.日食・月食を引き起こす天体って何??

    日食と、月食は、太陽、地球、月の3つの天体の位置関係によって引き起こされる現象です。


    詳しい説明は次のチャプターで詳しく説明しますが、
    月と太陽のデータを以下にまとめます。

    名称 半径(km) 地球からの平均距離(km)
    太陽 695,000 149,600,000
    地球 6,371
    1,737 384,400

    こんなにも大きさ、地球からの距離が違うのに、
    それが同一直線上に来た時に重なって見えるなんて、まさに神秘ですね。

    2.日食・月食ってなに?

    まずは、日食と月食の違いについて書いていきます。

    日食は、太陽の光が月の影によって隠される現象です。
    あたかも、月が太陽を食べているような様から日食と呼ばれています。

    位置関係としては
    太陽・月・地球です。

    これに対し月食は太陽に照らされた地球の影の中を月が通過することによってによって
    月が暗くなったり、かけたように見える現象のことです。

    位置関係としては
    太陽・地球・月です。

    なので、両者の違いを聞かれた際には、太陽、地球、月の位置関係が違うと答えておけば万事OKです。

    3.日食・月食はなぜ起こる?

    日食と月食が起こるメカニズムについて説明します。

    まずは日食です。


    日食は先述の通り、太陽・月・地球という位置関係が揃うことによって発生します。

    このときに地球上の限られた地域では太陽全体が月によって完全に隠される皆既日食が、
    またある範囲では、部分日食が見られます。

    あれ?金環食ってあったよね?


    ここで察しの良い読者の方であれば、金環日食の説明がないことにお気づきだと思います。

    金環日食とは、皆既日食の中でも特に珍しく、太陽が月によって隠れきらずに太陽が
    輪のように見える現象のことです。月や、太陽の大きさ自体は変わらないのに、皆既日食や
    金環日食があるのでしょうか。?

    その秘密は、月の公転軌道にあります。

    月の見た目の大きさはなぜ変化する。

    皆さんは夜、星空を見上げて、月を見た時にあれ?

    この前見た時は月がもうちょっと大きい(小さい)ような気がしたんだけどといった経験したことがあるでしょうか。

    月は地球の周りを回っています(公転)
    しかしながら、その公転軌道は正確な円ではなく楕円形を描いています。

    この楕円軌道というのがみそで、
    地球から月が一番離れている時は約40万km
    地球から月が一番近づいてる時は約35万km離れています。

    これを基に地球から見た月の大きさを計算してみると
    一番離れている時:59.43分
    一番近づいてる時:68.15分

    となります。
    だいぶ違いますね。

    日食が珍しいのはなんで?

    ここまでの話を聞くと、日食なんて、世界中でしょっちゅう起こってるじゃん。
    と考える読者の方もいると思います。(これを書いている自分でさえそう思っていました)

    実際に、地球は太陽の周りを一年かけて公転し、月は地球の周りを約27日で公転するわけですから
    一年に何度もみることができそうに思えます。

    しかしながら、実際には皆既日食や、金環日食は数十年に1度の頻度でしかみることができません。

    その理由は、地球の公転軌道と月の公転軌道が約5°傾いているため、太陽、月、地球
    が一直線に並ぶことは滅多にないのです。

    太陽・月・地球が一直線上に並んだ場合でも、月の直径は地球の25%程度しかないため、月が地球に落とす影は、
    地球よりもずっと小さいので、日食は地球の限られた場所でしかみることができません。

    そのため、日食は非常に珍しい現象としてみることのできる場所では大きな話題となるのです。

    次に月食です。


    こちらも先述の通り、太陽、地球、月という位置関係が揃うことによって発生する現象です。

    ご存知のように、月は太陽のように自ら光っているわけではなく、太陽から受けた光を反射することによって、
    光っているように見えています。そのため、太陽の光に当たっていない(地球の影に隠れている)時には、
    地球から月をみることはできません。これが月の満ち欠けです。

    月食はこれとは違い
    太陽と月の間に地球が入り太陽・地球・月の順番に一直線に並んだ時に
    地球の影に月が入り、月がかけて見える現象です。しかし、月が完全に地球のかけに入る皆既月食の場合でも
    皆既日食のように見えなくなるのではなく、月が赤色に見えます。

    また、日食は限られた時間の限られた場所でしかみることができないのに対して、月食の場合は月食の起こる時間に
    月の見える場所であれば、どこでもみることができます、

    皆既月食の時に月が赤くなるのはどうして?


    これを説明する前にまずは、普段私たちはどのようにして色を認識しているのか?
    ということについて説明します。

    まず、光というのは波です。そして波には波長と呼ばれるものがあり、
    波長が高いと紫色に見え、短いと赤色に見えます。

    ちなみに、人間がみることのできる波長を可視光線と呼びます。
    可視光線の外には、X線や、赤外線、紫外線などがあります。

    我々の目が色を認識する仕組みについては、こちらのサイトをご覧ください。
    なぜ色を感じることができるのか

    話を元に戻します。
    皆既月食の時に月が赤く見えるのは夕日を赤く見せる「散乱」という現象が関係しています。

    太陽の光が地球の待機を通過する時、波長の短い青い光は空気の粒によって散乱してしまいますが、
    波長の長い赤い光は空気の粒の影響を受けにくいため、光を弱めながらお通り抜けることができます。
    これが、夕日が赤く見える理由です。

    そして。地球の待機を通過した赤い光は待機でわずかに屈折するので、地球を回り込んで月を照らします。
    そのため、皆既月食の月は赤く見えるのです。

    4.日食・月食が見られなくなる!?

    さてここからは少し怖い話をします。

    月は地球から徐々に遠くなっている?

    皆さんはこのような話を聞いたことがあるでしょうか。

    「昔は地球の1日は24時間ではなかった」

    昔といっても10年、20年の話ではありませんよ。1000万年前とか、1億年前の話です。

    その頃の地球と月の間の距離は今よりも近かっと考えられています。

    ここで月が地球に及ぼしている影響について軽く見ていきます。

    月が地球に及ぼす影響(抜粋)
    ・潮の干満
    ・地球の自転速度のブレーキ

    潮の干満

    これについては、説明するまでもなく、皆さんご存知だと思いますので割愛します。

    地球の自転速度のブレーキ

    これは上で書いたことと関係しているのですが、
    月が今よりももっと地球に近かった頃には、地球の1日は24時間ではなく5時間程度であったと考えられています。

    2つの天体の距離が近いと、自転速度も早くなるので、それに比例して遠心力という力も大きくなり、地球から月を遠ざけていきます。

    現在では地球から月までの距離は約38万kmとなっていますが、これも年を追うごとに離れてます。

    離れていると行っても1cmとか2cmのオーダーなので、今すぐに日食、月食が見れなくなるということはないと思います。

    ただ、数世紀-数億年先の世界では、皆既食が見られなくなってるかもしれませんね。

    注意、くれぐれも肉眼で太陽を長時間見るのはやめましょう。

    それでは、次回のブログでお会いしましょう。Adios

    過去の記事はこちらから

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