定規では測りようがない宇宙の調べ方。[てんもんたまご,ねとらぼ]特撮番組「ウルトラマン」シリーズに出てくる「M78星雲」をご存じでしょうか。作中では3000万光年離れているとされていますが、M78という同一名称の天体が実際にあり、オリオン座方向に1600光年離れていることが分かっているんですよ。それにしても、どうやって3000万光年先や、1600光年先の星までの距離を測っているのでしょうか。宇宙のかなたにある星までの距離は定規やメジャーで直接はかることができません。実際の距離測定では、天体までのおおまかな距離や、天体の種類や特徴にあわせて距離を導出しているのです。この、距離ごとに星までの距離をはかる方法は「宇宙の距離はしご」と呼ばれています。【1段目】近隣の惑星までの距離:レーダー法レーダー法では、地球から光(電波)を発して目的の惑星で反射させ、さらにその光を地球で受信します。その光の往復時間を用いて距離を計算するのです。惑星に確実に反射させるために位置を計算する必要があるので、実際には惑星探査機による観測結果なども組み合わせて行われるんですよ!【2段目】太陽までの距離:ケプラーの法則ケプラーの第三法則によると、惑星の公転周期の2乗は、楕円軌道の長半径の3乗に比例します。そこから他の惑星の公転周期と地球の公転周期を比べることで、太陽までの距離が導かれます。机の上にある物を、右目だけと左目だけで見てみてください。左右の目では見え方が異なりますよね。距離の違う2つの物を、2つの異なる角度から見たときの見え方の違いのことを「視差」といいます。ヒトが右目と左目の見え方の違いで距離をつかむように、地球が長半径に位置しているときに得られる視差を利用して星の距離を計算することを年周視差法といいます。新しい人工衛星の打ち上げ・観測精度の向上で、年周視差による距離測定範囲を3万光年まで拡大する計画もあるんですよ。ちなみに、同じ銀河内にある星の距離測定では、この他にも統計視差法や運動星団の収束点法などが用いられます。【4段目】近傍の銀河までの距離:標準光源法(セファイド変光星)例えば、明るさが分かっている懐中電灯が遠くに置いてあるとき、実際に懐中電灯が出力している明るさよりも暗く見えますよね。見かけの明るさは距離の二乗に反比例して暗くなっているので、その懐中電灯がどれだけ暗く見えるかを測定すれば距離を算出することができます。これを明るさが分かっている星で行うのが標準測定法です。「星の本当の明るさなんてどうしたら分かるの?」と思われるかもしれませんが、ここで鍵になるのが「セファイド変光星」という種類の星です。セファイド変光星とは、星の半径が変化(脈動)することによって明るさが変わる星のこと。この周期によって実際の明るさが決まることが分かっています。年周視差で距離が分かるセファイド変光星の周期‐明るさの関係を求める年周視差で距離が分からないセファイド変光星の周期を観測する変光星の実際の明るさを求めるその星が属している銀河までの距離を計算すると近所の星から徐々にステップアップしていくのが標準光源法であり、「はしご」と呼ばれる由縁です。標準光源にはセファイド変光星だけでなく、ミラ型変光星など特徴が分かっている他の星を使うこともあります。【5段目】遠くにある銀河:標準光源法(球状星団、新星など)セファイド変光星の光が届かないほど遠くにある銀河は、セファイド変光星よりもさらに明るい星を標準光源として使います。ある大質量星が爆発して輝く超新星など。これらの星はセファイド変光星ほど実際の明るさが分かるわけではありません。遠い銀河の星を観測というようにステップアップしていきます。国立天文台が編さんするデータブック「理科年表」(発行元は丸善)は年1回のペースで発行されており、シリウス、ベテルギウスなどの主要な天体までの距離が記載されています。太陽までの距離はかなり精度よく確定していますが、同じ銀河系内のご近所の星でも測定距離が意外と更新されています。【マンガ】ウルトラマンのいる「M78星雲」が実在するって知ってた?望遠鏡で見られます。「ドレイク方程式」を解説してみる人類がどこまで頑張れるか。歴史に埋もれていった「トンデモ星座」ベスト5を解説する今も残っていてほしかった......。小学1年生の掛け算の計算方法が斬新だと話題に発想が見事。弁護士や消費者庁に見解聞いた美少女を合体......できない。聖マリアンナ医科大の入試不正を“受験の現場”はどう見るか「女性差別はやむをえない」という声についても聞きました。2年半かけて作った「マイクラ」アートが衝撃の美しさマイクラだと信じてもらえないのも無理はない......。読むだけで胃が痛くなる“印刷会社営業マン”漫画はいかにして生まれたか「読むだけで胃が痛くなる」と共感を呼んだ、漫画『印刷ボーイズ』シリーズの作者・奈良裕己さんを取材しました。受け取った本人に話を聞いたNTTドコモは「ツイートにあるような不適切な内容のメモを、お客さまにお渡ししてしまったことは事実です」と認めています。利用規約ITmediaはアイティメディア株式会社の登録商標です。