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学校望遠鏡から大口径望遠鏡へ■

望遠鏡 400 年【4】学校望遠鏡から大口径望遠鏡へ
宮下 敦（成蹊高等学校）
1. はじめにています。望遠鏡と一緒に写っている人物は学校は、私たちが最初に天体望遠鏡に出会加藤藤吉氏(旧制成蹊高等学校教諭)で、人工う場所のひとつです。見た星がきれいだとい

衛星観測や気象観測においても本物の機材をうことだけでなく、天体望遠鏡は学校の理科用いて理科教育を行なっていて、大正時代か室にある教具の中で、子どもたちが出会う本ら今日でいう正統的周縁参加を実践していた格的な科学観測機器のひとつという意味があことになります。第二次世界大戦前の学校望るでしょう。

遠鏡（ここでは大学を含む）で、1936 年に的日本国内では、以前ほど高値の花ではなく、場保昭氏によってリストアップされているも個人である程度の性能のものを購入できますのは、写真のものを含めて 42 台で、うち 38し、また、興味のある人は、社会教育施設に台が屈折式、8 台が反射式です。反射式は全出向けば天体望遠鏡にふれることができます。 て国産ですが、屈折式は外国製のものが半数
しかし、普段は天文学には興味がない子ども近くあります。一方、国内のメーカーとしてたちがふれることができる機会として、学校日本光学工業(現ニコン)、五藤光学、西村製での望遠鏡利用の価値は下がっていないと考作所、および足立光学などが見えます[1]。

えられます。

第二次世界大戦後、教育制度改革により新

今回は、学校天文台の歴史を概観した上で、制高校理科の中に「地学」が設置され、中学その今後について考えてみたいと思います。

理科の単元別学習では「空の星と私たち」が出版され、この中で天文分野が扱われました。

2. 学校望遠鏡の歴史

また、経済復興を目指して、科学技術の基礎

写真 1 は、昭和 15 年に撮影された旧制成を築く目的で、1953 年に理科教育振興法(以蹊高等学校のツァイス製 3 吋（インチ）屈折下、理振法)が制定され、翌 1954 年からは理経緯台で、架台等の破損はありますが現存し振法に基づく理科教育等設備整備費によって、天体望遠鏡は各校毎１台整備できることとなりました。当時の国内メーカーは、戦前からのものに加えて、日本ミネルヴァ光学、日本精光研究所、東亜天文学会機械部、科学教材社、関西光学工業、富国光学研究所、天体光機研究所、清原光学研究所、および島津製作所などの各社でした[2]。この頃の雑誌掲載価格を見ると、例えば五藤光学口径 3 吋単軸赤道儀の文部省斡旋価格が 82000 円とありま

写真 1 ツァイス製 3 吋屈折経緯台
1940 年頃、徳永重元氏撮影
Vol.20 No.4

す。国家公務員の大卒初任給が 5000 円程度の時代ですから、単純に計算すると現在では300 万円近い値段に相当します。それより下

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連載

望遠鏡 400 年【4】 ■―3―位の機種でも、これの数分の 1 の価格ですか

回答総数 907 校に対し、望遠鏡を持っているら、子どもが使う道具として安い買い物では学校は 237 校あり、約 26%の学校が天体望遠ありません。それでも、㈱ニコン広報部の調鏡を保有していることが分かっています[3]。

べでは、1950 年発売の同社の 2 インチ小型天体望遠鏡と 2.5 インチ小型天体望遠鏡は、中学高校などの天文教育用、一般アマチュア用に作製され、生産台数は合計で約 1800 台ありました。
1957 年のスプートニクに始まり、1969 年のアポロ 11 号月面着陸に至る米ソの宇宙開発競争の時代には、日本の高度成長期とも一致し、学校天文台もドームと据付型を持つものが増加したと考えられます[3]。写真 2 は、

写真 3 五藤光学 ST-6 望遠鏡

桐朊高校で使用されているものですが、国内（慶應義塾高校所蔵）には同型機がまだ多く使われているようです。

1995 年頃、天文教育普及研究会では、観望会用望遠鏡開発のためのワーキング・グループの活動がありました[5]。当時、アメリカのミード社の製品などが普及し始めたにもかかわらず、理振法対象で教材カタログに載っている天体望遠鏡は 1970 年代から変わらないままでした。そこで、ワーキング・グループ
としては、教育現場で使いやすい天体望遠鏡の仕様を検討してアピールをしようと考えま

写真 2 桐朊中学・高校の五藤光学した。実際にはメーカー各社へのアンケート据付型 15cm 屈折赤道儀や、いくつか具体的提案をしましたが、世のまた、五藤光学研究所 [4]によれば、1970年前後に天体望遠鏡も、顕微鏡などと同様に生徒の人数に見合った台数配置されるよう要望する運動があり、これが功を奏して、それまで 1 校 1 台だった制限が撤廃されました。
1 クラス 40 名を想定すると、１台の天体望遠鏡では授業になりませんから、これは当然の要望と言えるでしょう。これに対応して、五藤光学㈱をはじめとする各メーカーが、廉価な小口径経緯台を開発しました。写真 3 は、慶應高校で使用されている五藤光学㈱のST-9 です。こうした努力の結果、1986 年に全国の高校で行なわれたアンケート調査では、中の流れの方が速く、例えば、GPS つきで設置すればすぐ使える架台など、ワーキング・グループで提案した仕様は、現在ではほとんどが実現してしまっています。理振法関連でも、2002 年からコンピュータ・コントロールつきの天体望遠鏡が認められるようになり、教材カタログも自動導入機が多く掲載されています。機材の方は、使いやすいものが教育現場にも普及しつつあるのが現状です。
3．アンケートにみる学校天文台の効果
前項で見てきたように、天体望遠鏡は多くの学校に普及していますが、その教育効果はどうだったのでしょうか？

卒業後も天文学

天文教育 2008 年 7 月号

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学校望遠鏡から大口径望遠鏡へ■に関連する仕事をしておられる天文教育普及

で、研究会の約 1 割に相当する会員に協力し研究会会員の方たちに、学校天文台がどのよて頂きました。世代的には、1965 年～1985

うな影響を与えたかを知れば、その効果が分年に学校生活を送った方が中心で、ご自身がかるのではないかと考えて、学校で使われて小中高生であった頃の体験を伺いました。

きた望遠鏡の調査と合わせ、アンケートをお回答者の 57％の方がなんらかの形で学校願いしました。アンケートは、2008 年 4 月

望遠鏡を使ったことがあり、授業や行事など10 日～4 月 30 日の間に商用 web アンケートでの体験が約 37％、クラブ活動などでの利用サイトを利用して実施し、回答総数は 48 名が約 40％ありました(図 1)。機材が 10ｃｍ以下の屈折望遠鏡であることを反映して、観望学校の授業で望遠鏡を使用したことがあるか？

した印象に残った天体は土星を中心とした惑星が多くなりました。そして、アンケートに答えて下さった方全員が、「楽しかった」「ま学校では使ったことがない
28%

学校所有の望遠鏡を使った
40%

学校に遠鏡はあったが使わなかっ キ ッ ト
た等で自15%作したものを使った
2%

学校以
外所有(例えば個人)の望遠鏡を使った
15%

あまあ楽しかった」という感想を持っていました。現在、天文学の仕事をしている方たちは、ほとんど学校天文台でよい体験をしていることが分かります。
4．成蹊高校天文気象部の活動
前述のアンケートの結果でも、普通の学校生活ではできない経験をする場として、クラブ活動は貴重であることがわかります。1995
年前後、私が顧問をしている成蹊高校天文気象部は、山梨県の串田嘉男氏の八ヶ岳南麓天どのような形で使用したか？

その他
14%

文台で合宿をしていました。それまでは、据付け型の機材をつかってもよい写真が撮れなかったのですが、串田氏は、観測用によく調授業の一環として全員参加
17%

整された機材を惜しげもなく貸して下さり、初心者でも素晴らしい写真がどんどん撮れるようになりました。不思議なことに、この経希望者のみ募
集して参加
14%

クラブ活動等
課外授業
40%

授業以外の観望会
教員が6%
個人的に見せてくれた
9%

験をした後は、それまでは使いこなせなかった機材でも、以前よりよい天体写真を撮ることができるようになりました。成功した体験が、自信と、次のステップへの挑戦意欲を生んだものと思われます。
しかし、筆者の勤務校は、肉眼では 2 等星がやっと見えるという都市部にあるため、通常の手動導入の機材では、学校での活動に限

図 1 学校天文台に関する界がありました。そこで、1999 年に、串田氏アンケート結果も使用していたエルデ光器の APECS システ

Vol.20 No.4

■

連載

望遠鏡 400 年【4】 ■ムと冷却 CCD カメラを中核とした機材に更―5―

5．高校生、ハワイに行く

新しました。機材の概要と活動は、本誌で以2005 年の天文学会ジュニアセッションが前紹介しましたので、ご参照下さい[6]。これ終わった後の 4 月、4 人の部員が書類を持っにより、生徒たちが生活の場としている学校て、顧問をしていた筆者のところに相談にきで、定量的な測光や画像解析の観測ができるました。ジュニアセッションの際にアナウンようになりました。天文台などに集合して行スがあったすばる望遠鏡での体験観測＝すばなうイベントに参加して観測する場合と違い、 るマカリィ・スクールに申し込みをしたいと学校天文台であれば、普段のクラブ活動の場いうのです。
「 それまでやってきた系外惑星ので天体観測を行なって、問題点を自分たちのトランジット観測を世界最高の望遠鏡でやっ望遠鏡を使って解決をしてゆくことができまてみたい、是非、ハワイ観測所に行なってみす。また、先輩から後輩に技術を引き継いでたい」、という話でした。高校生を海外に連れステップアップしていくことにより、息の長て行き、しかも標高 4000ｍを超える山頂でのい活動を続けることも可能です。

観測ですから、引率も大変だろうということ

さらに、本校の場合、学校での活動と合わもあって、顧問としては、「たくさん応募があせて、1999 年に開台した県立ぐんま天文台のるだろうから、ダメで元々くらいのつもりで夜間占有利用制度を利用して、より高性能の挑戦してみたら」、ということで、文言を尐し機材とよい星空環境のもとでの観測も体験さ直したくらいでエントリーをしたのです。部

せて頂くこともできました。そして、ぐんま員たちは、発表用のスライドも自分たちで作天文台での活動のつながりから生まれた高校り、本番のプレゼンテーションも立派にこな天文部と研究者のネットワークである DISCしました。筆者も正直ここまでやるとは予想

プロジェクト[7][8]を通じて、他の学校との部していなかったというのが本音です。派遣が員の交流や顧問間の情報交換を行ないました。 決まって、いろいろとお話を伺うと国立天文スポーツ関係のクラブと比べると、尐人数の台やハワイ観測所側としても、高校生にすば高校天文部は学校の中ではマイノリティーでる望遠鏡で体験観測をさせることには、高山すが、他校のクラブと交流することで、世の病の危険など大きなリスクを負って引き受け中を広く見る一緒に楽しんでいる仲間が多くられたことが分かりました。

いると思ってもらえる効果があったようです。

彼らが選んだ観測テーマは、系外惑星を持プロジェクトで運用しているメーリング・リ

つ天体 TrES-1 のトランジット法による精密ストでは、プロの研究者の方たちが新しいア連続測光でした。トランジット法は、中心星イデアや観測方法のポイントをアドバイスしの前を系外惑星が横切る際に食を起こし、わて下さっています。

ずかに減光することをとらえる観測方法です。

その結果、新星や超新星の光度変化、月面最初にトランジット法による系外惑星が発見

分光観測、およびトランジット法による系外された天体は HD209568 でしたが、これはハ惑星の観測など面白いテーマに次々と挑戦すッブル宇宙望遠鏡(HST)による精密測光デーることができました[6]。こうした結果は、「観タが既に公表されていました。TrES-1 は、測した以上は報告する義務がある」というこ

HST による観測は行なわれていましたが、そとで、地球惑星科学合同学会や天文学会ジュの測光データは未だ公表されていない段階でニアセッションなどで積極的に発表するようした。すばる望遠鏡の集光力を活かし、高精にしてきました。

度の測光データを得るために、フォーカスを
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学校望遠鏡から大口径望遠鏡へ■わざと外して星像を大きくし、飽和させないラットフィールド画像を撮り、視野同定をし範囲で積分時間を長く（といっても 0.5 秒）て撮像条件を決め、得られた画像を処理してとり、出来るだけ光量を多く得て S/N 比を良測光データを得る、という手順とほぼ同じでくするという撮像方法をお願いしました。いした。小口径望遠鏡でも、すばる望遠鏡のよかに分解能を上げるか、ということを追求しうな最先端の大口径望遠鏡でも、観測の基本ているすばる望遠鏡としては常識を外れた方は同じであることが実感できました。このこ法であったと思われます。オペレーターの方とは、学校天文台できちんとトレーニングすにも「折角、星像が絞れるのに、デフォーカれば、高校生でも中口径から大口径望遠鏡でスするのですか？」と目を丸くされました。の観測は十分行なえることを示しています。

観測は成功し、トランジット開始時のものだ

すばる望遠鏡での観測体験に参加した高校

けでしたが、TrES-1 の精密測光データが得生は、理系オリンピックに参加するような特られました。この天体に関して公表されたも別な生徒たちではありませんでした。しかも、のは、彼らの観測が世界初と考えられます[9]。 4 名の参加者のうち、理系に進学したのは 1
最近、トランジット法による系外惑星観測名で、残りの 3 名は文系の専攻を選びました。の分野では、Transit Timing Variation (TTV)

しかし、この体験を通して、自分たちで計画という現象が注目されています。TTV は、系を考えてそれに向かって行動し、高校生で初

外惑星の引力によって中心星がふらつくことめてすばる望遠鏡での観測をさせて頂いたこ

により、トランジットの間隔が変化する現象とは、彼らの未来にとって大きな力となるもで、トランジットを起している系外惑星以外のと思います。に別の惑星が存在するかどうかをチェックすることができます[10]。最近、この検出に成功したという報告が出ています[11]。このような観測のためには、比較星をとるためにある程度、視野をとった上で、CCD からの読み出し時間などをできるだけ短くして、集光力が大きく、時間分解能を上げた精密測光を行なう観測装置が必要です。成蹊高校の観測は，大口径望遠鏡での系外惑星の精密測光観測の先鞭をつけるものとなりました。
サポートしてくださったハワイ観測所の布施哲治さんをはじめとしたスタッフの方たちが細心の注意を払っていただいたこともあって、実際の観測に際しては、高校生たちに全写真 4

く障害はありませんでした。望遠鏡の観測フ

すばる望遠鏡前での集合写真と、FOCAS でォーマットの記入からオペレーターの方とのの観測の様子。小山裕依子さん撮影。

マカリィスクール参加者による打ち合わせ、観測データの提供まで、手順は研究者が観測を行なう場合と全く同じ様に進めて頂きました。これは、普段、学校天文台で観測会を行なう際に、観測計画を立て、フVol.20 No.4

6. 学校天文台から大望遠鏡へ
すばる望遠鏡での観測体験に参加した部員■

連載

望遠鏡 400 年【4】 ■―7―たちが、ハワイからの帰路で心配していたこ

DISC プロジェクト参加校の方たちは、日とは、高校生がこの体験ができるのは、自分ごろから議論を頂き、また、本稿で使用したたちが最初で最後になってしまうのではない写真の一部を提供して頂きました。

か、ということでした。

以上の方々に深く感謝いたします。

彼らの経験から、①

学校天文台の機材を充実させて、日常引用文献的に天体観測を行なう。

[1] 日本アマチュア天文史編纂会編, (1995),②

改訂版日本アマチュア天文史, 恒星社厚生閣,公共天文台などを利用させて頂いて、より高性能な機材での観測体験を行なう。

400p.

③

[2] 岡山

①と②で経験を重ねた上であれば、高登, (1951), 天体望遠鏡を備えよう

校生でもすばる望遠鏡のような大口径望遠と し て い る 人 の た め に , 天 文 と 気 象 ,18,

鏡での観測が可能である。

34-35.ということが実践で証明できました。本物の[3] 磯部琇三,佐々木五郎,瀬尾秀彰,篠原信雄,科学観測の体験は、高校生の成長にとって大(1986), 高等学校とプラネタリウム館におけきな力となることも言うまでもないことです。 る天文教具に関するアンケート調査 ,天文月
スーパーサイエンスハイスクールなどの制度

報,79, 324 - 328.

を利用して、充実した天文台機材を持つ学校[4] 五藤光学研究所, (1996), 星空夢, 344p.

も増えてきています。また、日本は世界的に[5] 観 望 会 用 望 遠 鏡 開 発 WG , (1998), 特

みても、公共天文台が充実している国の 1 つ集・観望 会用天体 望遠鏡 の開発 , 天文教 育,です。21 世紀に入り、生徒たちが本物の観測

10(3), 19 - 30.

を体験できる環境が整いつつあるのです。

[6] 宮下 敦, (2005), 天文教材ちょっと一工

DISC プロジェクトでは、生徒たちに、本夫【6】学校天文台復活計画, 17(5), 8 – 13.

物の観測体験をする方法を模索しています。

[7] DISC プロジェクト参加校, (2007), 高校

2009 年は、ガリレオが天体望遠鏡で観測をし生が挑む太陽系の不思議１－DISC 計画の今,てから 400 年にあたり、国際天文年の活動が惑星地質ニュース, 19(4), 41- 43.

予定されています。これを期に、生徒たちが[8] DISC プロジェクト参加校, (2008), 高校

素晴らしい体験ができる、すばるマカリィ・生が挑む太陽系の不思議 2－DISC 計画の未スクールのような企画が、再度計画されるこ来, 惑星地質ニュース, 20(1), 8-10.とを願ってやみません。

[9] 海 部宣 男 , (2007), すば る望 遠鏡 の宇 宙
ハワイからの挑戦,岩波書店,196p.

謝辞[10] 成田憲保, (2008), 私信

本稿をまとめるにあたって、天文教育普及[11] R.F. D´ıaz, P. Rojo, M. Melita, S. Hoyer,研究会会員の方たちにはアンケートにご協力

D. Minniti, P. J.D. Mauas, M. T. Ru´ız,頂きました。アンケート内容については、平(2008), Detection of period variations in

塚市博物館の鳫弘道氏にアドバイスを頂きま

extrasolar transiting planet OGLE-TR-111-した。

B.1, arXiv:0806.1229v3.

すばるマカリィ・スクールの関係者の方たちには、事前準備から観測後まで、いろいろ宮下 敦とお世話を頂きました。
天文教育 2008 年 7 月号