DS930810のブログ

筆者は自然や自然現象に関心が相当あるので自然に関する記事(天文, 地理, 生物)を書いていきたいと思います。かつては1日2記事を適当な時間に投稿していましたが今のところは午後6時に1記事投稿する形にしています。

二大超巨星の位置関係 どこまで1等星として観測できるか

今回は二大超巨星の位置関係について書いて行きたいと思う。

二大超巨星とは地球から見て特に明るい超巨星のことであり、ここではカノープスとリゲルのことを指す。

 

1. 二大超巨星のデータ

二大超巨星であるカノープスとリゲルは地球から見ると非常に明るい恒星として観測でき、カノープスは地球から見た明るさがシリウスに次いで明るく、ベガの倍程度の明るさを有している。

また、リゲルはオリオン座で最も明るい恒星であると同時にβ星で最も明るい恒星でもあり、地球からは7番目に明るい恒星として観測される。

そして、これらの恒星の特徴としては似たような明るさの恒星と比較すると非常に遠くに位置しており、シリウスが8.6光年先に位置しているのに対してカノープスは309光年、リゲルに至っては863光年と全天21恒星のなかではデネブに次いで遠いのである。

その理由は言うまでも無いが恒星自体が非常に明るいからであり、シリウスの絶対等級は1.42等程度と太陽の23倍ほどしか無いがカノープスの絶対等級はマイナス5等を軽々と超えており、リゲルに至ってはマイナス7等もある。

では、下の表に全天で最も明るい恒星から7番目に明るい恒星までの地球から見た明るさ、距離、絶対等級について書いて行きたいと思う。

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有効数字は等級は小数点以下2桁、距離, 光度は3桁

 

このようにカノープスとリゲル以外の恒星は全て50光年以内に位置しているため、絶対等級がそこまで強くなくても明るく観測することが出来るがカノープスとリゲルの距離は他の星と比較しても遠い。

 

つまり、シリウスやベガのように絶対等級は弱めであっても距離が近ければ明るく見え、それに対してカノープスやリゲルのように絶対等級が極めて明るい場合は距離がかなり遠くても明るく観測することが出来る。

そして、後者のような恒星にはカノープスやリゲル以外にデネブ, ベテルギウス, アンタレス, ハダルなどが当てはまっている。

 

以上が恒星の距離と明るさについてでしたがここからはリゲルとカノープスのデータを比較していきたい。

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このようにカノープスは質量や光度、表面温度で大きく負けており、直径でも若干負けている。

カノープスの直径は確かに大きいことは大きいがギリギリ1億キロメートルを超えておらず、それに対してリゲルは1億キロ以上もあり、質量もカノープスの倍以上もある(ぢ質量はそれぞれ太陽の9.8, 21倍)。

また、スペクトル型のⅠaやⅠbとは超巨星の光度を表しており、Ⅰaは非常に明るい超巨星でⅠbは普通の超巨星である。

つまり、リゲルは超巨星の中でも極めて明るい部類に入り、このようなスペクトル型を有する超巨星は4.0等星までの恒星の中でも11恒星(Rigel, Deneb, Alnilam, Wezen, Aludra, ο2 CMa, b Vel, x Car, ρ Leo, μ Sgr, l Pup)しかない。

これらの恒星の絶対等級は極めて強く、最も可視光が弱いアルドラ(Aludra)ですらマイナス6.47等もあり、更にこの恒星の表面温度は比較的高いために総合的なエネルギー量ではさらに上回っている。

 

それに対してカノープスの属しているⅠbは普通の超巨星であり、超巨星の中ではお世辞にも明るいものとは言えないがカノープスはⅠbの中では比較的明るい部類に入っている。

このタイプの恒星は言うまでも無いがⅠa型と比較すると非常に多く、カノープス以外にはポラリス, アンタレス, みずがめ座α, βなどが当てはまっている。

 

以上のことより絶対等級面ではリゲルのほうが明るいが次章では二大超巨星の位置関係と一等星として見える限界距離について書いて行きたいと思う。

 

 

 

2. 二大超巨星の限界

先ほどまでは二大超巨星と他の恒星との関係について書いたが今度は太陽と二大超巨星の位置関係について書いて行きたいと思う。

太陽とカノープスは309光年、太陽とリゲルは863光年離れているがカノープスとリゲルではどれぐらい離れているのだろうか?

その答えは約689光年であり、リゲルとカノープスとの距離は太陽とリゲルまでの距離よりも近く、この距離は太陽とエニフ(ペガスス座ε星)との距離と大体等しい。

エニフはペガスス座で最も明るい恒星であり、地球から見た明るさは2.39等星として観測でき、絶対等級は可視光でマイナス4.26等とかなり明るいがカノープスよりかは暗い。

 

では、リゲルからカノープスを観測するとどれほどの明るさで見えるのだろうか?

その答えは1.02等と実は1等星として観測することができ、地球の恒星で言うとスピカやアンタレスとほぼ同じ明るさである。

先ほども書いたようにカノープスはリゲルよりも暗い恒星であり、カノープスからリゲルを観測すると当然1.02等よりも明るく見え、リゲルは太陽よりもカノープスに近いので0.13等よりも明るく観測できる。

カノープスからリゲルを観測するとマイナス0.359等で観測することができ、この明るさは地球から見た恒星の中ではシリウス, カノープスに次ぐほどの明るさであり、三番目に明るいリギルケンタウルスよりも明るく見える。

そして、ここで注目するべきことはこの明るさが689光年先から見たものであり、リギルケンタウルスは地球からの距離がわずか4.37光年しか離れていないのでリゲルがどれほど明るいかが伺える。

実はリギルケンタウルスとリゲルの語源は同じであり、共に「足」を意味しているが絶対等級の面ではリゲルの完封勝ちと言っても過言ではない。

 

では、次にカノープスとリゲルの位置関係とそれぞれの恒星が1等星(1.5等よりも明るい)として観測できる範囲を示した図を表示したいと思う。

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以上のようになっており、青い大きな円はリゲルが1等星として観測できる範囲、赤い円はカノープスが1等星として観測できる範囲であり、両円とも太陽, カノープス, リゲルを完全に埋めるほどの大きさとなっている。

ちなみに言うまでも無いが太陽の位置は三角形の太陽と書かれた点でありカノープス, リゲルも同じようになっており、数字は距離を表している。

ここで注目していきたいことはリゲルの円がカノープスの円を完全に内包していることであり、このことはリゲルが1等星で見えない範囲からはカノープスは決して1等星として見えないということである。

逆に赤円の外側に位置しているが青円の内部に位置している所ではカノープスは1等星として観測できないがリゲルは観測できることを意味しており、この領域の面積は赤円の面積を普通に上回っている。

余談ではあるがデネブ以外の1等星は全てこの赤円(青円ではない)に収まっており、カノープスもリゲルも1等星以上の恒星として観測することができ、他の恒星系から見ても非常に明るい恒星であることが伺えるがデネブだけは赤円どころか青円にすら入っていないため、カノープスはおろかリゲルでさえ1等星として観測することが出来ない。

つまり、デネブから見るとリゲルはまだしもカノープスは大して明るい恒星ではなく、他の全天21恒星も見えない、もしくは対して明るく見えないのである。

デネブは青円に入っていない恒星の代表例として書いたが実は先ほど書いたエニフは赤円には入っていないが青円に入っている恒星であり、カノープスは1等星としては観測できないがリゲルは1等星として観測することが可能となっている。

ちなみにエニフは円のかなり下の領域に位置しており、デネブは更に下に位置している。

更に余談ではあるが2等星の中で最も遠い恒星のアルドラは青円の右上に位置しており、リゲルを1等星として観測することが出来るがカノープスは3等星程度となっている。

 

このように二大超巨星でも1等星として見える範囲は大きく異なり、カノープスが見える範囲の円は全てリゲルが覆っているほどとなっている。

ちなみに太陽の円はものすごく小さいので表記できませんでした。

 

 

 

以上、二大超巨星の位置関係でした。