[日本スペースガード協会]

今週のニュース( Nov  11 )


会員の祖父江様からの情報です。
*1999年11月11日受付


既に獅子座流星群についてのニュースを配信しておりますが、 18日に獅子座流星群がヨーロッパを中心に期待出来るという ニュースなどがNASA及びCCnet(特集)などで配信されております。 ここではNASAからの隕石が月面に当たるとき、地球から 観測可能であるというニュースを紹介いたします。


1.概要

今年は11月18日、昨年よりも素晴らしい獅子座流星群が見られるという期待が 高まりつつある。これに先立ち月面で隕石の衝突による閃光が地球から観測が 可能という予報をNASAが発表している。予報では

 * 時間 : 11月18日0時;UT(日本時間18日午前9時)
 * 場所 : 月の赤道 北9.4度と月の欠け際(昼夜境界線)付近
 * 光度 : 地球から見える光度(9等から15等)
 * 観測 : 小型望遠鏡が必要
 * 月齢 : 9日(上弦から2日後)

2.詳細

 * 標題 : 月面の獅子座流星群の隕石衝撃は地球から見えるかもしれない
      LEONID METEORITE IMPACTS ON MOON MAY BE VISIBLE ON EARTH
 * 配信元: ロン Baalke 氏 から
 * ニュースソース:マーシャル宇宙飛行センター(月面の獅子座流星群)

[日本語要約]

月面への獅子座流星群の隕石衝撃は地球から見え、遠距離から月を試掘する 手段を提供するかもしれない。

1999年11月3日:獅子座隕石シャワーが1999年11月18日早朝に襲うとき、 我々の惑星は十字線のなかの唯一の目標ではないであろう。 月はTempel-タトル すい星の岩屑の流れの極めて近くを通過する。地球では、宇宙生まれの流星が 大気に落下し、流星と言う光の筋を作り燃え尽きる。
大多数の流星は燃えて、地上に衝突する前に確実に崩壊される。検知可能な 大気がない月では状況は異なってくる。地球の衛星に雨のように降るすい星の 岩屑全部の破片が月の表面に達するであろう。 若干の隕石熱狂者は隕石が 異なった種類のディスプレイを作るであろうことを希望する。どちらかと言えば、 月では光の筋より、かなり大きい流星体が月面に落下する度、 月の表面で閃光(フラッシュ)する。

昨年、1998年の獅子座隕石シャワーの時は新月であった。月は太陽に非常に 近かったので、かすかな月の隕石が発する閃光を観察することが不可能であった。 今年は異なっている。
1999年の獅子座隕石シャワーの期間、月齢は上弦の2日後である。それは月が 11月17日の宵闇の空に見えて、地球から見られる月面のおよそ35%が太陽に 照らされていないことを意味する。閃光(フラッシュ)が見えるかもしれない 広大な月の暗い地形がある。

このような閃光(フラッシュ)を観察することは可能であるか? 多分、と研究者が言っている。それはTempel-タトル彗星の岩屑帯にある粒子の 質量スペクトルと衝撃の結果、どの程度運動エネルギーを(目に)見える光に 変換する効率に大いに依存する。両方の要因があまり知られていない。閃光を 肉眼で見られないかもしれないが、しかしアマチュア望遠鏡(小型)で検出 できる可能性がある。

「1グラムの粒子の衝撃は人間の目の最大感度の範囲で1023個から1024個の オーダーのフォトンを生成するであろう」、とフロリダ大学、天体物理学研究室の ボー・グスタフソン博士が言った。「月への距離という条件のもとで、地球では 1平方メートル当り106個のフォトンの数倍を予想することができる。 これは 小型望遠鏡でかろうじて検出可能である。」

1999年6月に、Ciel&Espace は J.L.オーティズが指導するスペインの天文学者 チームが(すでに)同様な結論に達していたと報告した。

月面に隕石が落下するのを観察することは・・・適当な)アマチュア望遠鏡の手が 届く範囲内である。月は実質的に大気がないので、月面での隕石の衝撃は1Kgの ブロックで2千万ジュールという多大なエネルギーを開放し、地球よりも更に激しい。
地球から見て、これは光度9等から15等級の閃光を生むであろう。

「獅子座流星群の岩屑の流れは逆行軌道であり、かつそれは太陽を公転する地球の 軌道平面から22度傾斜している」、とのフロリダ大学天文学学部のジョージ Lebo 教授が言った。「それは獅子座流星群がこのような高速度[72 km / s]で大気に 突入する理由である。地球と獅子座流星群は(例えば)2台の高速な自動車が 正面から衝突するように、正面からぶつかる。」

「もしあなたが地球の参照枠にあなた自身を置いたなら、これらの流星体が月に ぶつかる場所を計算することがかなり容易である」、とLeboは続けた。「11月18日 0時UTで月の獅子座流星群の放射点[獅子座流星体が直接月の表面に雨のように降る スポット]は月の赤道の北9.4度 と昼-夜境界線の太陽方向に9.5度であろう。 言い替えれば、獅子座流星群の(岩くずの)最大の束は、地球から見て、太陽に 照らされた側の明暗界線のすぐ向にある月面のほぼ死点に当たる様に流れている」。

月の太陽に照らされた表面の閃光を見ることが出来ないので、アマチュアは どこの地形が暗いかを見定める必要がある。 最良のアプローチは望遠鏡でを 訓練することである。より高倍率はわずかなフラッシュも識別するに最も良い。 月が太陽に照らされた側面を望遠鏡の視野から完全に外し,明暗界線の夜側の月の 赤道の近くがそのスポットである。肉眼で観察された閃光は確かに面白いが、 ほとんど科学的価値が無いであろう。反面、経験豊かな観測者が永久に記録する ために低光度な(low-light)天体用CCD ビデオカメラを使うことを提案する。

しし座の、獅子座流星群の放射点は11月17日 / 18日に真夜中に北中緯度で 地平線に昇る。それは月が沈むとほぼ同時刻で、そこで夜の前半は月を観察し、 真夜中から夜明に獅子座隕石シャワーを楽しむ観測者に理想的な状況である。

月の獅子座を探鉱する

光学的な閃光が去年の隕石シャワーの時に月面で観察されなかったが、 ボストン大学宇宙物理学センターの科学者チームが獅子座衝撃の間接的な 証拠を発見した。

月にはナトリウム原子を含んでいる非常に薄っぺらな大気がある。月の表面で、 ナトリウムの濃度は1立方センチメートル当り50個の原子がある。比較のため、 地球の下層大気でナトリウムの密度は1019 個/ 立方センチメートルである! しかし月の大気は信じられないほど薄い。ボストン大学宇宙物理学研究室の 研究者が月の半径に外でナトリウム成分をトレースできる敏感なカメラを製作した。

1998年11月中旬、ボストン大学グループは獅子座流星によって変化する地球の 大気を監視するため、ナトリウムカメラを使用していた。驚いたことに彼らは 11月17日に輝が増大した明るいナトリウムのスポットを検出し、11月19日に ピークに達し次第に消えていった。スポットは夜空で新月からほとんど180度 離れていた。にもかかわらず、ナトリウムの源は明らかに月であった。 獅子座流星体が月のほこりまみれな土壌の中に衝突したとき、ナトリウム原子を 蹴り出して月の薄い大気の濃度を増加させた。長い月のナトリウムの尾 (すい星の尾によく似た)が形成され、2日後に我々の惑星をさっと通過した。

ボストン大学の実験は激しい隕石のシャワーが離れた場所から「月を探鉱する」 という一つの方法を初めて示した。それは流星が衝突するとき、表面から 剥がされた物質を観察するのである。 テキサス大学とNASAの科学者チームは 彼らが月にNASAのルナ・プロスペクター宇宙船を衝突させた今年前半に同様な ことを試みていた。探索機は月の周辺を飛んで、衝撃が陰になっている水-氷を 蒸発させ、水蒸気とOHの雲を生じさせるという期待で7月31日に南極のクレーターに 送り込まれた。
ハッブル宇宙望遠鏡を含めて、望遠鏡は衝突後に衝撃サイトの近くを観測したが、 水の証拠を検出することに失敗した。それだけで月に水がないことを意味しない、 と科学者が言った。ルナ・プロスペクターはただ乾燥した場所に当たったか、 多分水蒸気を観測するに十分高く上昇しなかった。

デイビッド・ゴールドスタイン博士、ルナ・プロスペクター衝撃実験を提案した テキサス大学教授、はルナ・プロスペクター衝突が失敗した場所で獅子座流星群で 成功するかもしれないと思っている。 ルナ・プロスペクターの中性子分光計から 送られたデータは月の水-氷が凍りついている陰の部分で、月の両極の周りに 集中していることを示している。1999年の獅子座流星群は月の南極に 到達しないが、しかし多くの流星が北極に衝突するであろう。

「獅子座流星群は黄道面の上から入射するであろう」、とゴールドスタインが言う。 「与えられた11月18日の地球と月の幾何的位置関係は月の北極が流星雨に露出し、 南極ではないことを意味している。我々がルナ・プロスペクターを衝突させた 南極の周辺にはもっと多くの水があると思われるので、(見られないのが) 残念である。獅子座流星群はプロスペクターが衝突したクレーターに当たる 可能性は皆無である。北極の近くで流星は地平線上に数度の角度で入射するで あろう 。それは ルナ・プロスペクター軌跡に非常に類似している。」

「ルナ・プロスペクターと比較して、獅子座流星体が軽く、極く小さい。しかし それらより速く動く」、とゴールドスタインが続けた。ルナ・プロスペクターは 7月31日に月にぶつかったとき、その質量は160キログラムで、1.7 km / sで 運動していた。 獅子座粒子は72 km / sで動いている。 それは獅子座流星、 ゴルフボールの質量(およそ0.1キログラム)、はルナ・プロスペクター衝突と 同じ運動エネルギーを与えるであろうことを意味する。」

「もし獅子座流星体が凍った水がある北極の近くでスポットに達したなら、何が 見られるか明確ではない。 ルナ・プロスペクター衝突は車の衝突のようであった。 それは比較的遅いスピードで動いていたからである。 ルナ・プロスペクターが 当たったとき、それが太陽の紫外線でOHに 分解される水蒸気を蹴り出すことを 期待した。 理論上、適切な分光計で太陽に照らされた月の周辺を観測することで、 OH を見るであろう。 獅子座の衝突がよりずっと激しいであろう。 月の周辺で穏やかにふんわりと漂っている水蒸気の代わりに、イオン化した熱い プラズマを観測できるかもしれない。我々が同じくこのような破壊的な衝撃波に 耐えられなかった温水の蒸気を得ることが可能である、しかし言うことは本当に 難しい。 我々はまだ高速シミュレーションを実行していない。」

ゴールドスタインは彼と彼の同僚が、ルナ・プロスペクターの実験の直後なので 今年獅子座流星群によって放出される水の兆候の探査を組織化する時間が無かった。 しかしながら、幾人かの専門家が、2000年に顕著な獅子座流星群の活動を予測して いるので、来年及びそれ以降の観察キャンペーンの手はずを整える時間があろう。


[原文]

Leonids on the Moon(Marshall Space Flight Center)
Leonid meteorite impacts on the Moon might be visible from Earth and provide a means for long-distance lunar prospecting.

Nov. 3, 1999: When the Leonid meteor shower strikes on the morning of November 18, 1999, our planet won't be the only place in the cross hairs. The Moon will also pass very close to the debris stream of comet Tempel-Tuttle. Here on Earth, space-borne meteoroids will plummet into the atmosphere and burn up, creating streaks of light called meteors. The vast majority of meteoroids will burn and disintegrate well before they hit the ground. The situation on the Moon, where there is no appreciable atmosphere, is different. Every bit of comet debris that rains down on our satellite will hit its surface. Some meteor enthusiasts hope that will create a different sort of display. Rather than streaks of light in lunar skies, there could be flashes of light on the Moon's surface each time a sizable meteoroid hits the ground.

Last year, during the 1998 Leonid meteor shower, the phase of the moon was new. It was so close to the sun in the sky that observing faint lunar meteorite flashes was impossible. This year is different. During the 1999 Leonid shower the phase of the Moon will be just 2 days past first quarter. That means the moon will visible in the night sky during the early evening on November 17, and approximately 35% of the lunar disk as seen from Earth will not be illuminated by sunlight. There will be plenty of dark lunar terrain where flashes might be visible.

Is it possible to observe such flashes?

Maybe, say researchers. It depends a great deal on the mass spectrum of particles in the Tempel-Tuttle debris stream and how efficiently kinetic energy is converted into optical light as a result of the impacts. Both factors are poorly known. Although flashes are unlikely to be seen with the naked eye, they may be detectable through amateur telescopes.

"The impact of a one gram particle would generate of the order of 1023 to 1024 photons in the peak sensitivity range of the human eye," says Dr. Bo Gustafson of the University of Florida Laboratory for Astrophysics. "Given the distance to the Moon, we could expect a few times 106 photons per square meter at the Earth. This should be barely detectable using a small telescope."

In June 1999, Ciel & Espace reported that a Spanish team of astronomers led by J.L. Ortiz had reached similar conclusions:

  Watching meteorites fall on the moon ... is within reach of
  (modest) amateur telescopes. Because the Moon doesn't have a
  substantial atmosphere, meteorite impacts there are much more
  violent than here on Earth liberating much more energy: 20 million
  joules for a 1-kg block. As seen from the Earth, this would
  produce a flash of magnitude 9 to 15. From Ciel & Espace, No. 349
  - Juin 1999, p. 17: Si, c'est possible! (Translation courtesy
  Bernd Pauli HD).

"The Leonid debris stream is in a retrograde orbit, and it's inclined just 22 degrees from the plane of Earth's orbit around the sun," says Professor George Lebo of the University of Florida Department of Astronomy. "That's why the Leonids enter the atmosphere with such a high velocity [72 km/s]. The Earth and the Leonids hit head-on, like a head-on collision between two speeding automobiles."

"If you put yourself in the reference frame of the Earth it's pretty easy to figure out where these meteoroids will hit the Moon, "continued Lebo. "On November 18, at 0h UT the lunar sub-Leonid point [the spot where Leonid meteoroids rain directly down on the Moon's surface] will be 9.4 degrees north of the lunar equator and 9.5 degrees sun ward of the day-night terminator. In other words, the greatest flux of Leonids are going to hit nearly dead center on the lunar disk as seen from Earth, just over the terminator on the sunlit side."

It won't be possible to see flashes on the Moon's sunlit surface, so amateurs will have to look where the terrain is dark. The best approach will be to train a telescope -- higher powers are best for discerning faint flashes -- at a spot near the lunar equator on the night side of the terminator, keeping the sunlit side of the moon completely out of the field of view. Flashes observed with the naked eye would certainly be exciting, but might have little scientific value. Instead, experienced observers suggest using a low-light astronomical CCD video camera to make a permanent record.

The Leonids radiant, in the constellation Leo, rises above the horizon at mid-northern latitudes around midnight on November 17/18. That's about the same time that the Moon sets. It's an ideal situation for observers who can monitor the Moon for the first half of the night and then enjoy the Leonid meteor shower from midnight until dawn.

Leonid Lunar Prospecting

Although optical flashes were not observed on the moon during last year's meteor shower, a team of scientists from the Boston University Center for Space Physics discovered indirect evidence for Leonid impacts.

The Moon has an extremely tenuous atmosphere that contains, among other things, sodium atoms. Just above the Moon's surface the density of sodium is 50 atoms per cubic centimeter. For comparison, the sodium density in Earth's lower atmosphere is 1019/cc! Although the Moon's atmosphere is incredibly thin, researchers at Boston University's space physics lab have built sensitive cameras that can trace its sodium component out to several lunar radii.

In mid-November 1998 the Boston University group were using their sodium camera to monitor Earth's atmosphere for changes due to Leonid meteors. To their surprise they detected a bright sodium spot on November 17 that grew in brightness, peaked on November 19, and then faded away. The spot was almost 180 degrees away from the new Moon in the night sky. Nevertheless, the source of the sodium was apparently Earth's satellite. When Leonid meteoroids crashed into the Moon's dusty soil they kicked up an extra helping of sodium atoms, increasing the density of the Moon's thin atmosphere. A long lunar sodium tail formed (much like the tail of a comet) which swept by our planet two days later.

The Boston University experiment showed for the first time that intense meteor showers might be one way of "lunar prospecting" from a distance -- by looking at materials blasted off the surface as meteoroids strike. A team of scientists from the University of Texas and NASA tried something similar earlier this year when they crashed NASA's Lunar Prospector spacecraft into the Moon. The probe was sent hurtling into a south polar crater on July 31 in hopes that the impact would vaporize shadowed water-ice and send a cloud of water vapor and OH flying over the lunar limb. Telescopes, including the Hubble Space Telescope, looked near the impact site after the crash, but failed to detect evidence for water. That doesn't mean there's no water on the moon, say scientists. Lunar Prospector may simply have hit a dry spot, or perhaps the water vapor didn't rise high enough to see.

Dr. David Goldstein, a professor at the University of Texas who proposed the Lunar Prospector impact experiment, is wondering if the Leonids might succeed where the Lunar Prospector crash failed. Data from Lunar Prospector's neutron spectrometer indicate that water-ice on the moon is concentrated around the Moon's poles where shadowed areas would allow pockets of water to remain frozen (see the figure below). The 1999 Leonids won't reach the Moon's south pole, but many meteoroids should strike the north pole.

"The Leonids will be coming in from above the ecliptic plane," says Goldstein. "Given the Earth-moon geometry on November 18th that means that the lunar north pole will be exposed, but not the south pole. That's unfortunate because there's thought to be more water around the south pole where we crashed Lunar Prospector. There's no chance of a Leonid meteoroid hitting the crater where Prospector crashed. Near the north pole the meteoroids will be coming in at several degrees above the horizon -- very similar to the Lunar Prospector trajectory."

"Compared to Lunar Prospector, Leonid meteoroids are light weight and tiny, but they move a lot faster," Goldstein continued. "The mass of Lunar Prospector was 160 kg and it was moving 1.7 km/s when it hit the moon on July 31. Leonid particles are going about 72 km/s. That means that a Leonid the mass of a golf ball (about 0.1 kg) would deliver the same kinetic energy as the Lunar Prospector crash."

"If a Leonid meteoroid did hit a spot near the north pole with frozen water, it's not clear what we would see. The Lunar Prospector collision was like a car crash -- it was moving at relatively slow speed. When it hit, we hoped it would kick up water vapor that would be dissociated into OH by ultraviolet sunlight. In theory we would then see the OH by looking above the sunlit lunar limb with appropriate spectrometers. A Leonid crash would be much more violent. Instead of water vapor gently wafting above the lunar limb, we might see ionized, hot plasma. It's possible that we would also get some warm water vapor that didn't sustain such a damaging shock wave, but it's really hard to say. We haven't done the high speed simulations yet."

Goldstein says that he and his colleagues may not have time to organize a search for signs of water kicked up by Leonids this year, following so closely on the heels of the Lunar Prospector experiment. However, with some experts predicting significant Leonid activity into the next millennium, there will be time to arrange an observing campaign for next year and beyond.


3.訳者の所感

ピークと予報された時間帯は、日本では18日午前9時頃、観測が 難しい。ただ予報より数時間早まれば、可能性がでてくる。 関心のある方はチャレンジして見てください。