1. 光って いるのは、なに?
1. 光っているのは砂つぶほどのちり
1. 流星物質の大きさと質量
流れ星の 元は、宇宙に ういて いる ちりの つぶです。大きさは、1ミリから 数センチくらいと 説明されて います[1]。
おもさは、1円玉より かるい ものが ほとんどです。1円玉は 1グラムです。明るい 流れ星でも、10グラム ほどと いわれます[3]。
手の ひらに 1円玉を のせて みて ください。あの かるさの、もっと 小さな つぶが、夜空で 光って います。
2. どのくらい 高くて、どのくらい 速いの?
2. 高さ100km、秒速数十kmの世界
2. 発光高度と突入速度
流れ星が 光るのは、地上から 100キロメートルくらいの 高い ところです[3]。ひこうきが とぶ 高さより、ずっと 上です。
そこへ、ちりは 1びょうで 数十キロメートルも すすむ 速さで とびこみます[4]。1びょうで 30キロメートル すすむと、東京から よこはまの ほうまで いって しまう ほどです。
光って いる あいだは、およそ 1びょうです[4]。まばたきを すると、見のがして しまいます。
3. 「まさつで もえる」だけ?
3. 「摩擦で燃える」と、資料によって言い方がちがう
3. 加熱機構をめぐる説明の相違
国立科学博物館は、流れ星を「空気との まさつで あつく なって、光った もの」と 説明して います[2]。手を こすると あたたかく なるのに にた、と 思うと わかりやすい、という 博物館の 説明の イメージです。ただ、まさつだけでは せつめい しきれない、という 資料も あります。
ところが、大阪きょういく大学の 天文の けんきゅう室では、「まさつでは なくて、空気に はげしく ぶつかったり、前の 空気が ぎゅっと おしちぢめられたり して、あつく なる」と 説明して います[4]。
じてんしゃの 空気入れを、いきおいよく おすと、あつく なる ことが あります。空気は おしちぢめると あつく なるからです。ただし 流れ星の ばあいは、この しくみだけで すべてが きまる わけでは ありません。
あつく なった ちりは 蒸発して、その ぶんしと 空気が、光を 出すと 説明されて います[1]。
国立科学博物館の「宇宙の質問箱」は、流れ星を「地球の空気との摩擦で熱くなり、光ったもの」と説明しています[2]。
いっぽう、大阪教育大学の天文学研究室は、光るのは摩擦のためではないと説明しています。大気の分子と激しくぶつかったり、前にある空気が急に圧縮されたりして加熱され、プラズマという状態になって光る、という説明です[4]。流星観測団体IPRMOも、主な仕組みは摩擦ではなく、衝突による電離だと述べています[3]。
国立天文台は、ちりが大気と激しく衝突して高温になり気化する一方で、大気や気化したちりの成分が光を放つ、と説明しています[1]。
「摩擦」と「衝突・圧縮」は、同じ現象を別の言葉で言っているのか、注目する部分がちがうのか、これらの資料だけでは決められません。ここで言えるのは、空気との衝突で加熱され光ることは資料で説明されている、ということです。圧縮の役割や「摩擦」との関係までは、資料だけでは決められません。
加熱の説明は分かれている。国立科学博物館は「地球の空気との摩擦で熱くなり、光った」とする[2]。大阪教育大学の天文学研究室は、摩擦ではなく、大気分子との激しい衝突と前面の空気の急激な圧縮(断熱圧縮)で加熱され、プラズマ化して光ると説明する[4]。IPRMOも、主な仕組みは摩擦ではなく衝突による電離とする[3]。
国立天文台は、チリが大気と激しく衝突して高温になり気化し、大気の成分と気化したチリの成分が光を放つと述べ、摩擦か圧縮かには踏みこんでいない[1]。
一般向けの平易な説明(博物館)と、発光過程を細かく述べた説明(研究室・観測団体)で言葉が違う可能性はあるが、この資料群からは断定できない。本稿で確認した資料では、衝突による加熱・発光は説明されている。一方、圧縮の役割や「摩擦」との関係は、資料だけでは一律に結論できない。
4. 光る 道すじは、どのくらい 太いの?
4. 流れ星の光る筋は、たった数ミリ
4. すばる望遠鏡による発光域の測定(2007)
流れ星は、空に 長い 線を ひきます。では、その 線は 太いのでしょうか。
すばる望遠鏡で しらべた けっかでは、光っている ところの 太さは、わずか 数ミリでした[5]。ちりの つぶの 10ばいほどです[5]。
空に 長く のびて 見えるのに、ほんとうは 数ミリしか ない 光の ぼうだった、ということです。
5. 空気が うすい ところでも、光る
5. 空気がうすいところで光る、毎日降ってくる小さなちり
5. 希薄な大気と、地球に降る流星物質の総量
高さ 100キロメートルの 空気は、地上より ずっと うすいです。それでも、ちりは 空気の つぶに ぶつかって、光ります[3]。
空気が うすい ところでも、ぶつかった ときの 光が 目に 見える、ということです。
こうした ちりは、毎日 ふって きます。NASAは、地球に 1日 およそ 44トンと 見つもって います[7]。
6. 夜空を 見て みよう
6. 自分で確かめてみる
6. 出口 ── 観察する/原典を読む
おうちの 人と いっしょに、よるの あかるく ない ところで、空を 見あげて みましょう。あぶない ところには 近づきません。
流れ星が 見えたら、心の なかで「いち」と かぞえて みます。光って いた 時間は、どれくらいだったでしょう。見えるか どうかは、その 日に よって ちがいます。
もう ひとつ。手に 1円玉を のせて、その かるさを たしかめます。流れ星の 元に なる ものは、それより かるい ことが 多いのです。
しらべた もとの じょうほう
参考にした情報源
参考にした情報源と、その使い方
出典について:国立天文台、国立科学博物館、流星観測団体IPRMO、大阪教育大学の天文学研究室、すばる望遠鏡、EarthSky、NASAのページを使った。1円玉の重さ(1g)との比べ方は、IPRMOの説明による。
- 国立天文台「流星群」 https://www.nao.ac.jp/astro/basic/meteor-shower.html (チリの大きさ、発光の説明、流星群)
- 国立科学博物館「宇宙の質問箱」 https://www.kahaku.go.jp/exhibitions/vm/resource/tenmon/space/a-c-m/a-c-m04.html (重さ、摩擦の説明)
- IPRMO「流星現象のしくみ」 https://jpn.iprmo.org/meteor-info/intrometeor02_j.html (重さ、高度、速度、プラズマ)
- 大阪教育大学 天文学研究室「流れ星が光る理由」 https://quasar.cc.osaka-kyoiku.ac.jp/~katsura/meteor.html (速さ、光る時間、加熱の説明)
- すばる望遠鏡 プレスリリース(2007年9月10日) https://www.subarutelescope.org/Pressrelease/2007/09/10/j_index.html (光る部分の太さ)
- EarthSky「At what altitude do meteors become incandescent?」(英語) https://earthsky.org/space/at-what-altitude-do-meteors-become-incandescent/ (光る高さの幅)
- NASA Science「Meteors and Meteorites Facts」(英語) https://science.nasa.gov/solar-system/meteors-meteorites/facts/ (1日に降る量)
なおした ところ
更新履歴
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