関学チーム⼤活躍！
今年も⼩惑星 Phaethon(3200)による恒星掩蔽の観測に⼤成功！
著者：関⻄学院⼤学 理⼯学研究科 物理学専攻 松浦研究室 M1 林宏憲 2022/11/10
昨年(2021/10/3~4)に引き続き、今年(2022/10/20~22)も⼩惑星 Phaethon による掩蔽の観測に成功しました！ よっしゃ！！！
〜去年の苦い思い出〜
ある⽇、松浦先⽣から 1 通のメールが届きました。
「2024 年度打ち上げ予定である、JAXA や他の研究機関が共同で開発している「DESTINY+」という⼈⼯衛星があります。
その⼈⼯衛星が⽬指す⼩惑星 Phaethon が掩蔽を起こすということで、もし興味がある学⽣は観測してみませんか。
」という内容でした。これといって卒業研究も決まっていなかった私は⼆つ返事で「やってみたいです！」と返信しました。後⽇、研究室に⼤荷物が届き、開けてみると⾒たこともない様な⼤きい望遠鏡が⼊っていました。右も左もわからな
い、望遠鏡に関して何も知らない私たちでしたが、三⽥天⽂クラブの加瀬部さんによるご指導もあり着々とできることが増えていき、次第に、本番までのタイムリミットが近づいていることに焦りながらも星や掩蔽に関する知識、望遠鏡の仕組み、観測の楽しさを感じることが出来ました。観測当⽇はハプニングの連続で、特に広島の百島(無⼈島)へ望遠鏡を運ぶ過程では副鏡がずれ、思うような綺麗な星像を確保できないことが分かりました。
結局それを調整することはできませんでしたが、なんとか対象星を導⼊し撮影することができました。結果として、減光は⾒られず通過(減光なし)と判断し⼩惑星 Phaethon の北限を決める⼀つの⼿がかりになることができました。今回、アマチュア天⽂家とプロ天⽂研究者の連携で 72 名・36 地点の⼤規模な観測チームを結成しました。⾸尾良く 25 もの地点での観測に成功し、⾒事に Phaethon の形を捉えることができました。

図 1 : 2021/10/3Phaethon よる⽇本の恒星の掩蔽現象観測可能地域と観測点候補地点群

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(紫学関)図 2 : 今回の掩蔽観測で浮かび上がった Phaethon の⼤きさと形〜北海道 1 ⽇⽬〜
去年の悔しさを胸に挑んだ 2022/10/20~23 の⼩惑星 Phaethon による掩蔽観測。舞台は広島から移り北の⼤地北海道へ！去年の広島遠征で共に観測した現在 M1 の⽯⽥くんに加え、新しく松浦研に加⼊した B4 の⼤内くん、⼤河内さん、並川さん、濵垣さんを含めた総勢 7 名の⼤所帯で北海道へ乗り込みました。
私と⽯⽥くんは去年に引き続き観測を続けており、失敗や成功を繰り返していく中で多くの知識や対処法をマスターすることができました。それを新たに加⼊した B4 の皆さんに伝えていき、今まで以上に練習を重ね万全の状態で挑みました。今回、学⽣ 6 名が各々2 ⼈ずつに分かれ独⽴で 3 地点観測を⾏うということ、予報通りでいけば必ず減光が起きる場所を担当したので責任は重⼤でした。とは⾔いつつも、北海道へ到着したらまずは腹ごしらえです。海鮮、ラーメン、スイーツ、スープカレー何にしようか。1 ⾷⽬、選ばれたのは味噌ラーメンでした。

図３：札幌ラーメン共和国(らーめん吉⼭商店)

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北海道⼤学で望遠鏡を回収し、宿のある新篠津村へ。昼間に下⾒するはずが着く頃にはもう⻩昏時でした。外は薄暗い中、我々は観測する 3 地点の下⾒に向かいました。それぞれの観測場所は新篠津村にある「たっぷの湯」、「新篠津村運動公園」、「ふれあい公園星座観測場」です。ふれあい公園星座観測場では、この Phaethon 掩蔽観測のリーダーである産業医科⼤学の吉⽥さんや整約図の管理をされている早⽔さんと合流し健闘を称え合いました。また、ここで九州⼯業⼤学から掩蔽観測の⾒学に来られた瀧本さんと當銘くんと合流しました。

図 4 : ふれあい公園星座観測場にて記念撮影
九州⼯業⼤学の皆さんとは、夜ご飯に以前からおすすめされていた「回転寿しトリトン」へ⾏きました。個⼈的には、今までで⼀番美味しい寿司でした。何から何まで新鮮、プリプ
リで、苦⼿なウニが⾷べれた時は感動しました。

図５ : 回転寿しトリトンにてさぁ腹ごしらえは完了です。今からイベント前⽇の予備観測です。関学からは 2 つの望遠鏡(20cm ,26cm)を持参しました。天気には恵まれ雲ひとつない快晴でした。さすが練習しただけあって皆さん颯
爽と組み⽴てを完了し極軸合わせのために北極星を⼊れました。「なんて⾼い場所に北極星があるんだ！」と感じ、三⽥で⾒ているよりも遥か上にあり驚きました。
図 6 : 前⽇のテスト観測(20cm 望遠鏡)

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その後 26cm 望遠鏡では対象星の導⼊を⾏い、最後のテスト撮影まで順調に進むことができ観測準備としては完璧でした。しかし、ここで 20cm 望遠鏡で問題が起きました。20cm 望
遠鏡で導⼊するために使う PC が思うように動きません。三⽥での練習の際はこの様なことは 1 度もありませんでした。
「なぜ北海道に来て直前でこんなことになるんだ、どうしよう...」
この時は外の寒さ以上に背筋が凍りました。その場ではなんとか問題を対処することができ、無事に対象星を導⼊し、テスト撮影まで完了しました。部屋に戻り PC を再起動し、導⼊するためのソフト(ステラショット 2)を再度インストールし直しました。今度は、いくら時間が経ってもインストールがされません。とうとう使い物にならなくなってしまいました。
図 7 : 必死に PC を直している姿〜北海道 2 ⽇⽬(イベント当⽇)〜
相変わらず、ステラショット 2 は動かないままです。でもお腹は空いてしまう。お昼ご飯に選ばれたのは、スープカレーでした。

図 8 : ⾞中でスープカレー(上)図 9 : 北海道⼤学の銀杏並⽊と松浦先⽣(右)2 ⽇⽬は私事ですが、北海道⼤学で⾏われる「掩蔽観測ワークショップ 2022」の講師として参加することになっていました。内容は、「光度変化測定⽤ソフト Limovie を⽤いたデータの解析⽅法」です。参加者は、解析に関して初めての⽅から達者な⽅まで幅広く、各⼤学の先⽣⽅もおられたのでとても緊張しました。この時間における私にとっての⽬的は、「解析の⼀連の流れを理解すること」、「なぜその処理をするのか」、「例外ケースが起きたデータの対処法」、「無駄な処理をしない」と⾔うことを参加者には再度理4

解していただくことです。思う様に進まない部分もありましたが、様々な質問が⾶び交いとても有意義な時間を過ごすことができました。発表の仕⽅、⾔葉遣い、気遣い、想定質問、誰よりも詳しく分かっていないといけないなど、たくさん気付くことが多く私も勉強になりました。実は、私の講演
図 10 : 北海道⼤学での講演の⾵景

中もずっと⽯⽥くんと松浦先⽣は PC と戦っていました。しかし、とうとう間に合わないと判断し、新たな PC を現地調達すると⾔うワイル
ドすぎる対処をとっていました。パソコンは⼿にいれた！これで怖いものはない！不安要
素はない！さあ本番！皆さん戦う顔になっていました。新篠津村へ戻り、各観測地点に分かれ観測スタートです。実は、北海道へ⾏く数⽇前からイベント当⽇の天気はずっと晴れ間のない曇り予報でした。絶対に取れないだろうと思いながら、ダメ元で臨んだ北海道遠征だったのです。下を向きながら気持ちがどんよりしている中ふと空を⾒上げると、雲ひとつない空、星が億千と輝く満点の星空が広がっていました。これは⾏ける！撮れるぞ！不安が希望に変わった瞬間でした。
今回の掩蔽は、昨年 2021/10/3~4 に起きた Phaethon の掩蔽と⽐べ難易度はより難しくなりました。
隠される対象星の等級は去年の 12 等星に⽐べ 10 等星と明るくなりましたが、隠される最⼤の予想減光時間は昨年の 0.6 秒よりさらに短い、0.2 秒となっていました。⼩
惑星の⼤きさを出したければ 30ms よりも短い露出時間で撮らなければなりません。その様な条件の中で、必死に⾷らいつきながら観測を進めた各地点での観測の様⼦を以下に記しました。
・たっぷの湯(B4 ⼤内 , B4 並川 , 松浦先⽣ , 九州⼯業⼤学の瀧本さん 担当：26cm 望遠鏡)
ここは 4 回⽣のみで構成された観測地点でした。関学チームのスーパーバイザーである松浦先⽣のご指導のもと、前⽇の練習通り順調に組み⽴てを開始していました。しかしここで問題が起きました。なぜか望遠鏡と PC を繋ぐ LAN ケーブルが反応してくれません。
必要最低限しか北海道へ持ってきていないため替えはありません。何度も繋いでは外してを繰り返していますがなかなか反応してくれません。そこに⽯⽥くんが来て、息をふっとかけて挿したところ反応しました。
神の息吹でした。その後、対象星までの導⼊は順調に進み、あとは本番を待つだけと⾔う状態まできました。
図 11 : たっぷの湯での観測⾵

5さあ本番、撮影開始です。いよいよイベント数秒前まできました。その時突⾵が吹き、望遠鏡が⾵によって振られてしまい、カメラ上で星が思い切りぶれてしまいました。⾵が⽌んだ頃には星は元の明るさに戻っており、直接⽬で減光を確認することができず刻々と時間が流れていきました。正直話を聞いた時には、失敗したと思いました。4 回⽣ 2 ⼈が気分が落ち込む中、観測終了し再度集合した時、すぐに私はデータを解析しました。動画の再⽣ス
ピードをゆっくりにすると、なんと星がしっかり消えていました。しっかり減光を捉えていました。ホッと⼀息ついてそれをみなさんに報告しました。まずは 1 地点観測成功！やはりどんな時でも⾵よけは⼤切で、コード類の接続確認はいつでも怠っていけないと再確認することができました。
・ふれあい公園星座観測場(M1 ⽯⽥ , B4 ⼤河内 , 産業医⼤の吉⽥さん , 洞⼝さん 担当：26cm 望遠鏡)
ここでは、産業医科⼤学の吉⽥さんと洞⼝さんが、26cm 望遠鏡に関してまだ使いこなせるか不安があるという申し出があったため、関学チームから 2 ⼈を送り込みサポートをするということになりました。たっぷの湯で観測している望遠鏡と全く同じ観測系なので⼗分⼒になれたと思います。撮影まで順調に進み、無事減光を観測することができました。組み⽴てから導⼊までの中で、全て妥協せずに完璧な調整を
図 12 : ふれあい公園星座観測場での観測⾵景 したい学⽣と今までの⼗分な観測経験からこれで問題ないと判断する、それぞれが違う意⾒を持っていたため調整には多少⼿こずった様でした。三脚の⽔平、望遠鏡の重⼼、星の同期、露出時間、ゲインの調整、ビニングなどチェックする場所はたくさんあります。後に解析した際は、データのノイズがひどくゲインが⾼すぎると感じました。解析ではデータがサチっており、減光した時の予想等級落ち幅を適切に処理することが出来ませんでした。フレームレートから判断すると撮影する
sharpcap の最短の露出時間は 15ms にもかかわらず、8ms での撮影をしていました。欲しいデータは減光継続時間なので問題なく求めることが出来ましたが、まだまだ確認すること、解析するときの処理も想定して諸値を調整するべきことはたくさんあり、とてもいい経験で学ぶこともんたくさんありました。とりあえず 2 地点観測成功！!
・新篠津村運動公園(M1 林 , B4 濵垣 , 九州⼯業⼤学の當銘くん 担当：20cm 望遠鏡)
私⾃⾝はこの 20cm 望遠鏡を担当していました。PC の不安要素を解消し、新たに⼿に⼊れ6

た PC を⼿に観測スタートです。順調に組み⽴てを⾏い、極軸合わせ、重⼼、同期などやるべきことを順調に進めていき、イベントの 2 時間半前には対象星を⼊れることが出来ました。ここで、新たに⼿に⼊れた PC の精度を確かめるために、どこまで露出時間を落とすことができるかをテストしました。テスト撮影を何度か繰り返した結果、30ms を下回る 20.8ms で撮影することが可能であることがわかりました。撮影する際は、ステラショット２は落とさないといけないため、再度初めから同期を⾏い対象星を⼊れ、イベント 2 時間前には無事に対象星を⼊れることができその時を⼼待ちにしている状況でした。しかし、ここで問題が起きました。少しずつ画⾯から星が逃げていく
図 13 : 新篠津村運動公園での観測⾵景 ことを確認しました。しかもかなりのスピードで逃げていきました。これはうまく追尾ができていない証拠です。バッテリーは満タンにした、ケーブルはしっかり接続した、三脚の⽔平もデジタル⽔平器で確認した、望遠鏡の⽔平も問
題ない、北極星もしっかり導⼊した、何も問題ない状態にもかかわらず、星が逃げていきました。どこかへ⾏かないように無理やり元に戻そうとすると、なんと、なぜかはわかりませんがその場で⽌まってくれる様になりました。ギアがうまく噛み合っていなかったのでしょうか。今から再度やり直すのは、多少リスクがあると感じ、これからイベントまでの 2 時
間、星が逃げて⾏かないように画⾯を常に確認し続ける戦いが始まりました。全ての調整は⼈⼒なので、⻑時間放置していれば必ず少しずつずれていきます。ずれたら戻すというのを15 分に 1 度ほどのペースで常に繰り返してました。イベント時間になり、さぁ撮影開始です。着々と時を刻み、その瞬間がきました。そして綺麗に減光しました。最後にフレーム落ちがしていないことを確認し、3 ⼈でハイタッチ！ 3 地点観測成功！!！
〜北海道 3 ⽇⽬〜
前⽇の掩蔽観測の⼤成功により、夜の宴会は⼤盛り上がりでした。⾶⾏機の時刻が夜の 7時ということもあり、それまで時間があるので⼩樽へ⾏きました。

図 17 : ⼩樽で観光

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〜関学のチームの⼤活躍〜
図 14 : 布陣マップ全体(左上)と拡⼤図(左下)。関学は⽮印の 3 地点を担当。⾚が予報中⼼線。⻘が掩蔽帯の北限と南限。
今回も、昨年に引き続き⼤所帯でPhaethon の掩蔽観測に臨みました。プロとアマの連携で観測者 39 名・19 地点のチームを結成しました。今回の掩蔽帯は関学チーム

北海道を広く横切る帯状の地域でした。
ほとんどの観測者は私たちのように北海道外を拠点にしている⽅々で、機材を持ち込んでの遠征が主となりました。天候が悪い場合に備えて⼭野を越えた遠⽅にも代替観測候補地を⽤意する観測者もおられました。私たちも新篠津村でダメならば、富良野まで⾏く予定も考えておりました。不慣れな⼟地で夜間の晴れ間を求めて⻑距離移動する必要に迫られ困難を伴う試みでした。
結果として、多くの観測者が配置された札幌地域が好天に恵まれたこともあり、14 地点での観測に成功しました。内 9 地点で掩蔽現象による減光を検出し、5 地点で通過を確認されました。なんと減光を観測した 9 地点のうち 3 地点を関学チームが捉えることに成功しました。観測データには掩蔽時の減光がはっきりと⾒られ，Phaethon の形状推定のために重要な情報が得られました。今回は主役級の活躍をしたと⾔えるでしょう。

関学(⽯⽥・⼤河内)ピンク
関学(林・濵垣)⾚関学(⼤内・並川)オレンジ

図 17 : 掩蔽観測からわかった今回の Phaethon の形状
整約図上では関学はピンク、⾚、オレンジを担当したことが分かりました。⼩惑星のセン
ターは関学のオレンジ、最も⻑時間の減光した場所は関学の⾚点でした。

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〜北海道遠征を通して私の感想〜

図 15 : 新篠津村運動公園(M1 林 , B4 濵垣 , 九州⼯業⼤学の當銘くん 担当：20cm 望遠鏡)での動画の切り抜き
1 年越しのリベンジ！！今年も、昨年同様に様々なハプニングが起きました。PC トラブ
ル、配線問題、追尾不良、⾵・夜露対策、撮影の値調整などたくさんありました。その⼀つ⼀つのハプニングに対してしっかり対処することが出来たのは昨年の悔しさ、失敗から何がダメだったのか、何が違ったのかを考え、皆さん⾃⾝が常に主体的に学ぶ姿勢があったからだと思います。仲間と共に声を掛け合い、互いに刺激し合う過程で、あの⼦はできていて、⾃分はまだできていないと焦り、時間があれば⾃主的に組み⽴ての練習や、夜遅くまで残り⼊れたい星をカメラ内に⼊れる練習など限りある時間を有意義に使うことが出来ました。
これが今回の⼤成功につながった最も⼤きな要因だと思います。ついに捉えた減光、悲願の減光、待ち望んだ減光。0.2 秒という 1 秒にも満たない、失敗は許されない⼀瞬のイベントのために何⽇も前から練習をした甲斐がありました。正直 3 つの内 1 つだけでも撮れれば⼗分と思っていましたが、全てで観測成功ということで⼼から嬉しく思います。観測練習中
では多少キツく⾔ってしまう部分もあったと思いますが 4 回⽣の皆さんもよく頑張ってくれました。何より、望遠鏡をやりたい、掩蔽観測をやりたいと⾃ら志願し⽬標に向かって頑張る姿勢は、私も今後忘れずに⼼がけていこうと思いました。そして星を⾒て、天⽂現象を⾒て楽しそうにしている姿、笑顔になっていた姿はこちらも嬉しく思いました。松浦先⽣も当⽇現象を撮れるかどうか分からない中、失敗もあり得る中、はるばる北海道まで遠征に⾏く許可を得ていただき感謝します。とてもいい経験になりました。
世の中、技術の進歩に伴い想定やシミュレーションが進む中、それに逆⾏して直に天⽂現象を捉える掩蔽観測、「天⽂の原点」という感じがしました。おかげさまで、すっかり魅了されちゃいました。今後も掩蔽に限らず関学屋上望遠鏡を⽤いてさらに観測の幅を広げ、様々な天⽂現象の撮影にトライしていこうと思います。

9図 16 : 観測成功を祝してシャンパンで乾杯
私ばかり、この遠征を通して感じたことを書くのは勿体無いと思い、関学チーム皆さんの感想を以下に書かせていただきます。
〜関学チームの皆さんの感想〜(M1:⽯⽥くん)
昨年の広島遠征では Phaeton 掩蔽で「通過」、北九州遠征では悪天候に⾒舞われ、対象星を導⼊していたにも関わらず「悪天候」により断念をしました。苦い思いを残しながら⼀年待って因縁の Phaeton 相⼿に北海道遠征にてリベンジのチャンスが到来しました。
今回の遠征は昨年掩蔽を経験した M1 が 2 ⼈と熱意を持って取り組んでくれた B4 が 4⼈、天⽂学の権威である松浦先⽣の計 7 ⼈の布陣で挑みました。予報では掩蔽の前⽇までは曇りの表記。正直絶望的な状況でした。ほとんど諦めムードの中、当⽇の夜を迎えました。
それぞれが配置につき、気がついたときには満点の星空。曇りの予報は⾒事に外れ、最⾼の環境の中観測は成功しました。今までの敗戦を糧にして無事成功まで繋げることができました。今回の成功は関学観測隊をまとめ上げてくれた林や必死に⾷らいついてくれた B4 達のおかげに他なりません。今回の成功に⽢んずることなく、次の掩蔽の機会に活かすことができればなと思います。
(B4:⼤内くん)
掩蔽観測を初めてから半年くらいが過ぎて、初めてのビッグイベントとして北海道にPhaethon を観測しに⾏きました。⾃分は卒研の内容が掩蔽観測ということもあって、絶対に成功させるという強い気持ちを持って⽇々練習に励みました。いざ本番に近くなると緊張して不安でいっぱいでしたが、周りのみなさんの協⼒のおかげで無事に成功することができて本当に良かったです。これからもいろんな場所で観測を重ねて、掩蔽観測をマスターできるように頑張りたいです。

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(B4:⼤河内さん)
最初は、観測を絶対に成功させるという思いから不安を感じていましたが、北海道に着いたとき、そんな不安はなくなり、曇り予報でも絶対に晴れて観測は成功するという謎の⾃信が湧いてきました。観測に向けて準備をしていく中で、先⽣や先輩、同期との仲が今まで以上に深まったことで全員が⼀致団結できました。その思いが、晴れを引き寄せ、観測成功に繋がったと思います。このような貴重な経験をさせていただき、ありがとうございました。
⼤学⽣活の中で、記憶に残る良い思い出となりました。
(B4:並川さん)
わたしはこの北海道で、研究室に配属されてから 2 度⽬の掩蔽を観測することができました。北海道⾏きが決定してからは何度も練習を⾏っていましたが、天候に恵まれなかった
り観測できる条件が揃わなかったりして 1 度も成功した体験がありませんでした。むしろ失敗ばかりしていましたが、たくさん失敗例を経験したおかげで本番起きたトラブルにも冷静に対処できたのではないかと思います。実際に減光を⽬で確かめることはできません
でしたが、ほかのメンバーから成功報告を聞いたとき無事にやり遂げることができたという実感が湧き、とても感動しました。観測のノウハウをゼロから教えてくださった先輩⽅と北海道まで連れてきてくださった先⽣、何度も観測に⼀緒に取り組んだ同期たちにとても感謝しています。掩蔽現象は⼀瞬で終わったものの、この観測に向けて練習を重ねた時間や北海道での観測は私にとってすごく素敵な経験になりました。
(B4: 濵垣さん)
本番はもちろん、準備期間・北海道観光もずっと楽しかったです。前⽇の機材トラブルでは肝が冷えましたが、成功して本当に嬉しい！最⾼の教授、先輩⽅、同期達がいて、貴重な経験ができ、環境に恵まれた幸せ者だと感じました。天体観測が更に好きになりました。
(松浦先⽣)
いやー、みんなよくがんばったなと思います。遠征の前には観測隊の様⼦をあまりみてなかったので練度に不安しかありませんでしたが、実はちゃんとやってたのですね。当⽇は林隊⻑を筆頭に、それぞれがちゃんと役割を全うし成功に⾄ったことは感動ものでした。北海道まで⼤⼈数で遠征して成果ゼロだったら困るなとビビった反⾯、例え成功しなかったとしてもその経験は糧になると信じて遠征の決⼼をしました。やって本当によかった。
それから、拠点にした新篠津の宿の皆さんはとても親切でした。観測成果を期待してくれていたようで、成功をお伝えするととてもよろこんでくれましたし、後⽇連絡した新篠津村の商⼯観光係の⽅とも喜びを分かち合えました。ついでに Twitter でしんしのつのおこめちゃんからフォローをもらいました。去年の広島でもそうでしたが、遠征観測って地元の⽅々と交流できるのがいいですよね。

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各地の観測家の⽅々は DESTINY+の Phaethon フライバイの⽇までまだまだ観測を続けようと盛り上がってます。研究室のプロジェクトとしても続けたいですね。

完12