じじぃの「星の距離や重さはどうやって測るのか?宇宙の裏側がわかる本」

高校生クイズ2012 決勝戦 1/6 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=2a1dIynsHTU
地球と同サイズの天体 「ケプラー452b」

サイエンスZERO 「発見!地球に一番近い系外惑星 “プロキシマb”」 (追加) 2016年9月25日 NHK Eテレ
【司会】南沢奈央竹内薫 【ゲスト】渡部潤一 (国立天文台 副台長)
8月下旬、新たな系外惑星「プロキシマb」が発見され、大きな注目を集めている。
太陽系外にある惑星「系外惑星」は、これまで3200ほど見つかっているが、プロキシマbが特別な理由が2つある。「地球の環境に似ていて、生命が存在している可能性がある」こと、そして、地球から4.2光年と、「最も地球に近い」こと。今年4月にホーキング博士らが発表した系外惑星探査計画「スターショット(Starshot)」で、史上初の“直接”探査される可能性が高い。プロキシマbに迫る!
スターショット計画を記者発表するスティーブン・ホーキング博士。
目標は、切手サイズの超軽量宇宙船「ナノクラフト」を、地球に最も近い恒星系であるアルファ・ケンタウリに送り込むことだ。この宇宙船は「スターチップ(StarChip)」と名付けられ、カメラ、推進システム、ナビゲーション・通信機器が搭載される。
http://www.nhk.or.jp/zero/contents/dsp557.html
地球から太陽までの距離の測定方法は? 教えて!goo
        ○太陽
      / \
    /     \
    東京   名古屋
  
ちょっと絵が下手ですが、東京と名古屋の距離は分かります。
東京 太陽 名古屋で書かれる角度も測定できますので、この三角形の高さ(つまり距離)が分かります。
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6082881.html
日本No.1の頭脳王!大決定戦!! 2011年12月30日 日本テレビ
ニュートン万有引力の法則を用いて、太陽の重さを求めなさい
太陽と地球の距離 1.50 x 1011 m
地球公転速度   3.00 x 104 m/s
万有引力定数   6.67 x 10-11 m3/s2・kg
とする。

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ケプラー22b ウィキペディアWikipedia)より
ケプラー22b (Kepler-22b) は、アメリカ航空宇宙局 (NASA) のケプラー探査機によって発見された、太陽によく似たG型の恒星ケプラー22を周回する太陽系外惑星である。軌道がハビタブルゾーン内にあると考えられている太陽系外惑星の中で、太陽と似た恒星を周回するものとしてトランジット法により初めて発見された。
【組成と内部構造】
惑星の半径は地球の約2.4倍であり、これは海王星の半分ほどである。2011年現時点ではその質量や表面の組成までは分かっていないが、荒い見積もりでは標準偏差3σで最大で地球の124倍、1σでは最大で36倍と推測されている。

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『宇宙の裏側がわかる本―あなたの常識がくつがえる!? 太陽系の姿から宇宙誕生の秘密まで』 宇宙科学研究倶楽部/編 学研パブリッシング 2012年発行
星の距離や重さはどうやって測るのか? (一部抜粋しています)
自分のいる場所から、ある目的地までの距離を知りたい。実際に目的地まで歩いていけるなら簡単だが、「実際にいけない場所」までの距離を測るには、どうすればいいのだろう? そこで登場するのが、「サイン」や「コサイン」といった三角関数をつかって計算する「三角法」だ。三角法を利用すれば、「実際に行けない場所」でも簡単に距離を求めることができるのだ。
三角法の歴史は古い。2000年以上も前に、ギリシャの数学者アポロニウスなどの手によって、すでに三角法を用いた測量法が確立していた。そして、この測量法を天体観測に応用し、遠い恒星までの距離を算出する方法が「年周視差法」である。この方法では、「地球が太陽のまわりを公転している」、つまり「地球が丸1年かけて長距離を移動する」という事実をうまく利用するのだ。
手順としては、まず目的の恒星を観測して、その方角(および高さ)を記録する。そしてちょうど半年たってから、再び同じ恒星を観測して、その方角を記録する。このふたつの観測結果を合わせたうえで、三角法を利用すれば、目的の恒星までの距離がわかるのだ。
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年周視差法による距離の測定方法は、理屈の部分では高校生レベルの数学しか使っていない。これは、世界的な天文学者や研究者たちにとっては、非常に単純な測定方法だといえる。
実は恒星の距離がわかれば、そこから恒星の質量(重さ)を求められることもある。たとえば、地球上で「離れたところにある物にまったく触らず、質量だけを測定する」というのは、非常に難しいだろう。ところが、空の上にある恒星であれば、(かなり条件は厳しくなるものの)比較的簡単に質量が測定できるのだ。
恒星のように大きな物体は重力を持つ。したがって、「重力の大きさを観測すれば、その星の質量もわかるのではないか」という発想になるのだ。ただ、単独ではぽつんと浮いている星については重力の測定はできない。重力に限らないのだが、なんらかの「力」を計測しようと思ったら、どうしても「力を及ぼす相手」を計測しないといけないのだ。
したがって、恒星同士がお互いのまわりを回っていたり、恒星のまわりを他の惑星が回っていたりする場合のみ、重力の大きさを測定できることになる。そばに「重力を及ぼす相手」がいれば、それが手がかりになるのだ。「目的の恒星と惑星の間の距離」「惑星が公転するスピード」というものが計測できれば、中心にある恒星の重力はすぐに算出することができる。公転スピードが速ければ速いほど、恒星の重力が強いからだ。
このように、まず恒星が見える方角を調べ、それを使って恒星までの距離を算出し、さらにその数値を使って質量を算出し……といった地道な作業の積み重ねで、現在の天文学は成立しているのだ。

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どうでもいい、じじぃの日記。
ぼけっと、『宇宙の裏側がわかる本―あなたの常識がくつがえる!? 太陽系の姿から宇宙誕生の秘密まで』を見ていたら、「星の距離や重さはどうやって測るのか?」があった。
たとえば、「地球から太陽までの距離と太陽の重さを求めよ!」という問題があったとする。
東京と名古屋の距離は分かっているので、東京、太陽、名古屋で書かれるこの三角形で距離が分かるのだそうだ。
もっと正確に距離を求めるには東京、太陽、ロスアンゼルスを使えば、精度が上がる。
2011年、日本テレビで「日本No.1の頭脳王!大決定戦!!」という番組で「ニュートン万有引力の法則を用いて、太陽の重さを求めよ!」という問題があった。
地球から太陽までの距離が分かっているから、太陽の重さも求められるのだ。
だけど、太陽系外の星となるとそんなに単純じゃないらしい。
ケプラー22b (Kepler-22b) という地球によく似た惑星が見つかっているが、その星の大きさは地球の約2.4倍と分かっているのに、重量はよく分かっていない。
今年ももうすぐ、テレビで「高校生クイズ」が始まる。