Vol.1, No.12,
Nov.,2015

Ⅰ.国立奈良工業高等専門学校訪問
目次

今回は今年度、サイエンスメンター制度を利用している

Ⅰ.国立奈良工業高等専門学校訪問→54～
55 ページ

奈良工業高等専門学校の西岡心さんを訪ねてきましたの

Ⅱ.研究内容「有機ハロゲン化合物を生命源で、その様子をお届けいたします。奈良高専の西岡さんはとした微生物の多様性とその進化についサイエンスメンター制度で初めての高等専門学校生です。て」→56～57 ページ
Ⅲ.研究内容紹介「太陽は一人っ子？」→58ページ
Ⅳ. 研究内容紹介「SkyQuality Meter(SQM)を用いた南極・昭和基地での夜空の明るさ観測」→59 ページ
Ⅴ.各研究グループのメール交信回数速報→60 ページ

平成２７年１１月１７日（火）高校と大きく違っているとこに、奈良県大和郡山市矢田町にあろは、学校内では学科ごとに分かる国立奈良工業高等専門学校（以れていて、どちらかというと大学下奈良高専とする）物質化学工学に近い印象を受けました。

科を訪ねました。京都から私鉄に伺った物質化学工学科は、昭和乗り換え１時間程度の所です。

４４年４月に前身の化学工学科

当日はあいにくの雨でしたが、 が増設されて生まれました。平成
学校内でスポーツ部の生徒さん

９年４月には４～５年生を対象が廊下などで活動しているとこに化学応用工学と生物応用工学

ろは高校と変わらない風景でしとの２コース制になり、学科名もた。

物質化学工学科に改称され、現在奈良高専は、昭和３９年４月に創立されました。

奈良工業高等専門学校、HP よりの４年生が物質化学工学科の１期生となるそうです。

高等専門学校（以下高専とす

多くの高等専門学校には専攻る）は、中学校卒業程度を入学資科があります。専攻科は５年生の格とする５年制の高等教育機関

本科を卒業後、更に２年間の高度で、深く専門の学芸を教授し、豊な技術教育を行います。

かな教養と職業に必要な能力を専攻科を修了すると大学評育成することを目的としていま価・学位授与機構の審査を経て学す。

士の学位を得ることができます。

高専の 5 年（本科）を卒業する奈良高専にも専攻科があります。と、短大卒あるいは 4 年制大学の教養課程終了の資格が得られ、4年制大学に編入することができます。ちなみに本科 3 年を終了す
ると大学入試の資格が得られます。
物質化学工学科の 1F 実験室
物質化学工学科の玄関入り口~ 54 ~

今回はメンティーの西岡さんと、サポートされている物質化学工学科准教授の亀井稔之先生にお話を伺いました。
学科内には、実験室が１F、2F、3F にあり、学年ごとに分かれています。
研究に必要な設備もかなり充実していました。写真をご覧ください。

ICPS-8100/7510

X 線光電子分光分析装置

ICPS-8100/7510 の説明パネル

サーマル電界放出形走査電子顕微鏡

X 線光電子分光分析装置の説明パネル

サーマル電界放出形走査電子顕微鏡の説明パネル

実験室とは別に実習工場という建物がありました。

実習工場~ 55 ~

Ⅱ.研究内容「有機ハロゲン化合物を生命源とした微生物の多様性とその進化について」
今回、訪問した西岡さんの研究についてお届けいたします。西岡さんは、自宅に実験室があるほどの科学好きな少年だったそうですが、小学４年生の時に観た「日本沈没」の映画で潜水艦に興味を持ち、そこから国立研究開発法人海洋研究開発機構（JAMSTEC）、更には海底の微生物に関心が移っていったそうです。
一般化学実験室のコーナーにある西岡さんの実験机の様子

私は幼少期から科学に興味が培養できていない微生物の中あり、自宅に化学実験室を構え、 には画期的な酵素を産出したり、西岡さんの微生物試料化学や微生物の実験を行ってきはたまた環境汚染物質を分解しました。小学生の時、日本沈没とたり、夢のような可能性を秘めたいう映画でしんかい 6500 を知微生物が存在するといわれていり、これをきっかけに深海に興味ます。しかし、その可能性を引きを持ち、微生物学にも興味があっ出せるか否は、微生物の培養にかたので深海の微生物を扱う人にかっているといえます。なぜならなることを夢見てきました。そし微生物の単離なくしてその生態て現在も、深海微生物学者になるを理解することは不可能であるという一途な思いは変わらず、いからです。

ち早く専門的な技術、学問を習得

培養されていない微生物の中すべく奈良高専 物質化学工学科に、Dehalococcoides という属にに進学しました。

分類される超難培養微生物がい

２０１４年春、私は JAMSTECます。この細菌は唯一、環境汚染が主催する高校生向けの研究航物質である有機ハロゲン化合物海で研究船「なつしま」に乗船し、 (PCB、ダイオキシン)を完全に分
千葉県館山湾の深海の泥を入手解することができ、汚染された土しました。この時、私の高校生研壌の除染に一躍かっています。実究時代の幕が空けました。

はこの Dehalococcoides、海底堆

地球上には微生物が 10 億種存積物をターゲットとしたメタゲ在するともといわれ、人間が培養ノム解析で、海底に幅広く生息しできるのはほんの数パーセントているのではないかという報告だと言われています。

がされています。

西岡さんが実験している風景~ 56 ~

Dehalococcoides に属する細微生物と物質の相互的な関係

菌は、培養された例は世界でも一を理解することで、生物と元素が度だけで、その生態は発見から数共進化し、いかに双方の多様性を十年経った今でも謎めいたまま高め合ってきたか、生物の可能性です。海底下に生息するは無限大であり、地球の枠を超え

Dehalococcoides は、陸上で見つてその存在の可能性にアプローかった環境汚染物質を食べる種チすることができると考えていとどのような関係なのか、その全ます。

体像は一体どういったものか、そ研究航海で得た館山湾の深海の泥のサンプルしてその地球化学的寄与はいかがなものか、様々な疑問が浮かびます。Dehalococcoides についての謎解きは、地球環境問題、微生物生態、物質循環など、様々な分野にインパクトを与える試金石であると考えています。私は、研究における“大きなゴール”に、海底下 Dehalococcoides の単離に挑戦することにしました。
しかし、Dehalococcoides の培養は全くの手探りといっても過言ではありません。
そこでまず、手がかりを掴むべ

西岡さんの研究の発表ポスター

く、ハロゲン元素と微生物の関係を紐解くことから始めました。

最後に、西岡さんに全国ロボッ生物とハロゲン元素がどのよ

トコンテストに出場するメンバー

うな関係であるか理解することを紹介してもらいました。11 月 22

で、Dehalococcoides の培養を達日に大会があり、その準備に追わ成することができるのではないれている様子でした。

かと考えているからです。

船上で分析をする西岡さん
全国出場するロボット~ 57 ~

Ⅲ.研究内容紹介「太陽は一人っ子？」
今年度、サイエンスメンター制度を利用している國學院大學栃木高等学校の大原武士さんの研究内容を紹介します。大原さんは、普段はメールでぐんま天文台の長谷川隆先生の研究指導を受けていますが、何度かぐんま天文台を訪問しメンター対面指導をうけています。高校で大原さんぐんま天文台で打ち合わせをしている大原さんとメンターの長谷川隆先生

大原さんとメンターの長谷川先生

ぐんま天文台の望遠鏡をのぞいている
大原さん

等
級
Ｖの相談相手になり、一緒にぐんま天文台にも同行していた
だいているのは、西沢敏先生です。
年齢 50 億歳の太陽は一人っ子手がかりはなくはありません。

なのでしょうか？空の星々もほ

ただしそれほどたくさんもありとんどは離れ離れで孤独に見えません。まずは星の年齢です。そます。しかし、天の川の中には散のために色等級図を使います

開星団や球状星団といった星の(図)。また、星が含む元素の比率集団があります。前者はとても若はほとんど兄弟星では同じはずくて、(星としては！) 星の小学なので、これを調べます。また、校のようなところです。星は若い兄弟星は同じような動きをして頃はこのように集団として過ごいるはずなので、これらを調べるすのです。冬のオリオン大星雲でのです。とはいっても、何千億個生まれてくる 100 個くらいの星とある星のなかから、たぶん 100

はみな兄弟で、それからちょっと個くらいしかない兄弟を探さな時間がたつと散開星団になっていといけません。まったく気が遠いくのです。では中年の星団はあくなる話なのですが、長谷川先生るのでしょうか？天の川には、あの御指導のもと、がんばってみたるとはいえ、数は少ない。若い頃

いと思います。今はそのためにま星団だった兄弟星はどうなるのずは星の年齢の調べ方を勉強しか？想像するのは容易ではありています。それを手がかりにまずませんが、何億年とたつ間に天のは星団がばらばらになっていく

川のほかの星々の間にばらばら現場をみてみたいと思います。ちに散っていってしまうのだと思なみにこの分野は銀河考古学とわれます。太陽もその中年くらいいって、最終的には天の川の歴史にあたりますが、このように太陽を解明することになります。そのの兄弟星はいたはずなのです。今ための衛星望遠鏡のデータも僕はいったいどこにいるのでしょが大学生になるころには使えるうか？

そうで、今から使う準備をしてみたいと思います。

Ｖ‐Ｉ
ぎょしゃ座 M37 の色等級図~ 58 ~

Ⅳ.研究内容紹介「Sky Quality Meter(SQM)を用いた南極・昭和基地での夜空の明るさ観測」

Sky Quality Meter (SQM)を用いた南極・昭和基地での夜空の明るさ観測
海城高等学校地学部 2年 廣木颯太朗研究背景・動機

南極観測までの流れ
3年前、本校屋上にて観測を開始・継続→エアロゾルと正の相関

過剰な光によって適切な照明環境が阻害

昨年度から引続き、当協会のサイエンスメンター制度を利用されている海城中学高等学校 2 年の廣木颯太朗さん

夜空の明るさメカニズム(新宿ver.)（夜空の明るさ以外には省エネルギー問題なども）エアロゾル × 人工光 ＝ 夜空の明るさ
エアロゾル・・・気体中に浮遊する微小な液体または固体の粒子 例) 黄砂、花粉、PM2.5……etc.
本校から撮影した夜の新宿

適切な環境を形成するために一つの方法として、夜空が明るくなるメカニズムを知る必要がある

今回の発表内容

コンテストに応募し、1年間の南極観測決定

人間活動の少ない場所では?

※極地研究所主催 第10回中高生南極北極科学コンテスト(全国高等学校総合文化祭東京都予選)の地学部門で優秀賞

新宿(人間活動・多)衛星から見た夜の地球

学校屋上(地上33m)に設置
新宿
北緯35度 ,42分,18秒

2.昭和基地での変化の要因を探る※新宿以外の日本データは
全国夜空の明るさ観測ネットワーク連携校より

東経139度,42分,8秒→昭和基地の夜空の明るさメカニズムをあきらかにする

南極・昭和基地(人間活動・少)南極・昭和基地
南緯69度 ,00分,22秒

SQM-L
一定時間に入ってきた光子数を数え、1平方秒角あたりの等級に直して表示・記録

第55次日本南極地域観測隊の代行観測

東経39度,35分,24秒

期間：2014/3/2～12/6(途中欠損あり)©JARE55

1.日本との比較 ～昭和基地の夜空の明るさの特徴～
1-a. 薄明時の比較(日没)

1.一晩の夜空の明るさ(冬)暗25

等級(Mag/□”)

昭和基地

新宿

1-b. 薄明以降の比較

薄明：地平線下の太陽が空を明るくする現象(夕焼けなど)
25

2020

15151010

等級(Mag/□”)

昭和基地

1.2 薄明終了時を0とした等級差(Mag/□”)
1新宿

2.日本各地と昭和基地の比較

昭和基地

22

新宿

200.6

昭和基地は極夜

日没

日の出

012:4014:4016:4018:4020:4022:40 0:40 2:40 4:40 6:40 8:40 10:40
時刻

薄明終了時

今号でその研究内容をお届けいたします。

180.2

日没

00:00

2014/6/26(昭和基地)と2013/12/13(新宿)の一晩の夜空の明るさ変化✓日没・日の出で急激に変化✓南極の方が夜の時間が長い

190.4

55

17

00:30

1:00

1:30
2:00
2:30
薄明の経過時間

3:00

3:30

0:00

4:00

を受賞されました。おめでとうございます。それを受けて等級(Mag/□”)

21

0.8

明

は、11 月 22 日に行われた東京都高等学校理科研究発表会

観測概要

1.日本との比較→昭和基地の夜空の明るさの特徴を捉える

2:00

4:00

-0.2

6:00

8:00

10:00

12:00

16
新宿

薄明以降の経過時間

2014/5/6(昭和基地,新宿)の夕方の薄明時間の夜空の明るさ変化

2014/6/26(昭和基地)と2013/12/13(新宿)の薄明終了からの等級変化✓昭和基地の方が薄明が長い✓昭和基地は変化が小さい←太陽の入射角度が小さい
緯度： 昭和基地 南緯69度

新宿：「エアロゾル×人工光」
南極：人工光はないが、微弱に変化

水戸横浜

津八戸

昭和基地

2013/1/10(八戸),2013/1/12(新宿,水戸,横浜,津),2014/8/24(昭和基地)の0時の夜空の明るさ✓昭和基地の夜空は非常に暗い←人間活動が少ないため?

2.昭和基地の夜空の明るさの変化要因 ～昭和基地の夜空の明るさは何で決まる? ～①エアロゾルの影響
考察方法

昭和基地のエアロゾルデータ入手できず↓

文献からエアロゾルの光学的厚さを調査

結果 昭和基地と新宿(東京)の光学的厚さの比較
昭和基地 新宿(東京) ✓南極では、エアロゾルが非常に少ない
0.02
0.20～0.45 ✓エアロゾルとの関係がほとんどないと推定

エアロゾルの影響 昭和基地：×(推定)昭和基地：大気混濁度(気象庁,2013)の年間平均
日本：Kudo et al. 2010 (観測波長:500nm)

光学的厚さ・・・エアロゾルによる大気の濁り具合。値が大きいほどエアロゾルが多い。

結果②月の明るさの影響

月の明るさの影響比較

考察方法
月が出ている日のデータと無い日のデータを比較

2221等級(Mag/□”)

6/26(月なし)

7/14(月あり)✓月が高く上がるほど、夜空が明るくなる✓最大14倍の明るさの違いがある

20

予想
月の高度が高いほど、夜空が明るい

19
18
18:05

20:05

22:05

0:05
時刻

2:05

4:05

6:05

月の明るさの影響 昭和基地：○

2014/6/26と2014/7/14の夜空の明るさの変化③オーロラの明るさの影響

結果
2.オーロラの形状による明るさ変化

1.オーロラの有無による明るさ変化

考察方法
全天オーロラカメラ画像と夜空の明るさを比較↓
オーロラの有無＆形状による変化を考察
・ぼんやりしたオーロラ

カーテン状、アーク状など
名称:ディスクリートオーロラ

空全体に広がる。
名称：ディフューズオーロラ

19
18.5

18
20:10

6月26日
6/26-27
6月27日
6/27-28
6月28日
6/28-2918
15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 1:00 3:00 5:00 7:00 9:00
時刻

0:10

2:30

4:30
時刻

6:30

はっきり

ぼんやり

(ディスクリート 23:45)(ディフューズ 5:05)✓オーロラの発生で、夜空が急激に明るくなる ✓“はっきり” は急激に変化✓最大8倍の明るさになる✓“ぼんやり”は徐々に変化

オーロラの明るさの影響 昭和基地：○

結論・今後の展望✓昭和基地の夜空は非常に暗い✓薄明が長く、その後の変化が小さい✓昭和基地の夜空の明るさ＝月×オーロラ

18
22:10
時刻

2014/8/19(左)と2014/7/25(右)のオーロラ発生時4時間の変化‘14/6/28 オーロラあり(弱)‘14/6/29 オーロラあり(強)2014/6/26-27,27-28,28-29 の夜空の明るさ変化(昭和基地)

謝辞・参考文献✓八戸との比較(値が近いため)✓季節変化の傾向✓エアロゾルとの比較✓オーロラの詳細な分析(色など)

本研究は公益財団法人日本科学協会のサイエンスメンター制度のご支援を頂きました。
本研究はJST(科学技術振興機構)の「中高生の科学部活動振興プログラム」のご支援を頂きました。
本研究を進めるにあたり、以下の方々に御協力を賜りました。御礼申し上げます。
渡部潤一先生(国立天文台副台長)
牛尾収輝先生(国立極地研究所第55次 南極地域観測隊(第55次越冬隊長))
宮道光平氏(名古屋大学大学院理学研究科,第55次南極地域観測隊 研究観測員)
上村剛史先生(海城地学部顧問)
山田直樹先生(海城地学部顧問)
分析に協力してくださった地学部員に感謝申し上げます。

気中のエアロゾルと人工光によき続いて国立天文台の渡部潤一るものであることを見出し、両者先生の指導で、”夜空の明るさ”の影響の少ないと考えられる南の研究を進めています。高校で廣極での観測を考え、国立極地研究

木さんの相談に乗っていただい所の”南極北極コンテスト”にているのは上村剛史先生です。

応募して第 55 次日本南極地域観

この度、今年度の研究成果

測隊による代行観測の機会を得

191919.5

・はっきりしたオーロラ

颯太朗さんは、平成 26 年度に引2020

‘14/6/27 オーロラなし

20

先行研究で、夜空の明るさが大21212120.5

予想
オーロラは月より暗い“ぼんやり” は “はっきり” より暗い

22 等級

22 等級

22等級
21.5 (Mag/□")

オーロラの形状

私立海城高等学校 2 年の廣木・環境省『光害対策ガイドライン～良好な照明環境のために～』・気象庁 過去の気象データ検索 http://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/
・Kudo,R.A.Uchiyama,A.Yamazaki,and E.Kobayashi(2010a)「Seasonal characteristics of aerosol radiative effect estimated from ground-based solar radiation
measurements in Tsukuba,Japan.」・ Data Center for Aurora in NIPR http://polaris.nipr.ac.jp/~aurora/
・南極におけるオーロラ研究
http://polaris.nipr.ac.jp/~aurora/aboutAurora/aboutAurora_frame.html
・Syowa all-sky camera http://polaris.nipr.ac.jp/~acaurora/aurora/Syowa/
・NASA EARTH OBSERVATORY http://earthobservatory.nasa.gov/Features/NightLights/page3.php・株式会社AstroArts 天文シュミレーションソフトウェア『ステラナビゲータ Ver.9』

研究発表会時のポスターを”Sky Quality Meter(SQM)を用いた南極・昭和基地での夜空の明

SQM を昭和基地に運んでもらるさ観測”と題して、東京都高等い、2014 年 3 月 2 日～12 月 6 日(途学校理科研究発表会（全国高等学中欠測あり)まで、南極で SQM に校総合文化祭東京都予選)の地学よる連続観測を行い、昭和基地上部門にポスター発表(個人研究)

空の夜空が学校の位置する新宿し、6 件の中で優秀賞に輝き、来に比べ著しく暗いことを確認し年の第４０回全国高等学校総合ました。

文化祭(広島大会)，自然科学部門

新宿と昭和基地の”光学的厚の研究発表部門（地学）への出場さ”を比較して、昭和基地の上空権を獲得されました。のエアロゾルが極めて少ないこ

東京都からは，研究発表部門とを見出し、さらに昭和基地は人で，物理，化学，生物，地学各 1

工光がほとんどないことが暗い

名，ポスター発表部門で 1 名が選夜空の原因であることを明らか出されます。にしました。さらに、南極では月廣木さんの研究の内容の概略は次のようなものです。
Kaijo Press よりました。とオーロラが夜空の明るさに大きく影響していることを詳細な観測データから示しました。

発表会時の廣木颯太朗さん~ 59 ~

Ⅴ.各研究グループのメール交信回数速報
11 月 18 日までのメール交信回数をお届いたします。
グラフは月ごとの総数で、今月のメール交信回数の少ない方から順に示しています。回数の中には事務局からの事務連絡等で配信したメールも含まれています。

４月６日～１１月１８日
250

200
11月
10月

交
信回
数

150

9月

8月
7月

100

6月
5月
4月

50

0

研究グループ
今年度、サイエンスメンター制度を利用されている研究グループ NO.19 の宮城県古川黎明高等学校 2 年鈴木湧平さんが、今月 11 日に行われた宮城県生徒理科研究発表会（全国総文祭自然科学部門の県予選）で「流星の観測による熱圏・電離層の観測」という研究を発表し、地学分野で部会長賞（地学分野第 3 位）を受賞されました。おめでとうございます。次回のニュースレターで研究内容を紹介する予定です。

～事務局

加瀬より～

今回の出張で久々に京都へ行きました。紅葉時期のせいか駅周辺は外国の方も合わせてたくさんの観光客であふれていました。私はトンボ帰りだったのですが、次回はゆっくり観光で行きたいと思います。
メンティー・先生・メンターのどなたでも、ニュースやニュースレターに関して、ご希望があれば遠慮なく事務局にご連絡下さい。また、こんな情報を載せたい・知りたいというご要望をお寄せいただいても結構です。

発行元：

企画室

サイエンスメンターニュース 第 1 巻 第 12 号
発行日：2015 年 11 月 30 日
〒107-0052 東京都港区赤坂 1-2-2 日本財団ビル 5F TEL:03-6229-5360 FAX：03-6229-5369
URL: http://www.jss.or.jp/ikusei/mentor/
E-mail:kikaku@jss.or.jp~ 60 ~