金星太陽面通過観測

金星太陽面通過現象

1874年(明治7)12月9日に太陽、金星、地球が一直線にならび、金星が太陽の表面を横切るように見える、金星の太陽面通過という現象が105年ぶりにおこりました。この現象の観察は東半球の昼間に限られていました。東京では日本独自の観測がお雇い外国人の指導で行われ、また長崎、神戸、横浜では欧米各国の観測隊に日本も参加し観測されました。日本以外での観測は中国、ロシア、エジプト、インド、ニュージーランド、オーストラリア、南太平洋とインド洋の島々など70ヶ所以上でも行われました。各地への観測隊を編成した国は米国、英国、フランス、ロシア、イタリア、ドイツ、メキシコなどです。

観測の目的は太陽・地球間の平均距離(天文単位「AU」、約1億5千万キロメートル)を求めることでした。古くから天文学では、地球と太陽との平均距離である天文単位という、地上とは異なる距離を測る「ものさし」をつかってきましたが、1天文単位が何キロメートルであるかは、よく分からないままでした。これを明らかにすることで天体間の距離を実長(キロメートル)で表すことができます。

地球上の南北に遠く離れた2地点から見た金星が太陽面上に投影されると上下にずれた位置に見えます。これを視差といいます。地球から見た視差の角度は金星が太陽面を横切る時間(金星が太陽に接触する進入時刻と退出時刻との差、この間約4時間、時間が長い方が太陽の中心に近い)を2地点で観測することによって得られます。視差が分かると、地球上の2地点の経緯度から算出された距離を基線とし、地球・金星間の距離が三角法により求められます。このあと惑星・太陽間の平均距離の3乗と惑星の公転周期の2乗の比は一定というケプラーの第3法則により地球・太陽間の距離が求められます。もともと、この方法を提案したのは英国の天文学者ハレー(Edmond Halley 1656〜1742 、ハレー彗星の予言者)でした。[原口孝昭:明治7年の金星日面経過観測 平成10年度科研報告書 1999 p10]

観測隊が行ったのは観測地点の経緯度を精度よく求めることと、経過当日に金星縁が太陽縁に接触する4回の時刻を正確に測ることでした。しかし2地点で同時刻で観測することは難しかったので接触前後に多数の写真を撮って後日、正確な接触時刻を求めました。

内務省地理寮では品川の御殿山に観測機器を設置して、お雇い英国人シャボー(Henry Scharbou 1822〜1902)の指導により観測、麻布飯倉町の海軍観象台でも観測されました。また皇居御苑では開拓使のお雇い米国人デイ(Murray S. Day、生年不明〜1884、海軍大尉)と開拓使五等出仕荒井郁之助(あらい・いくのすけ 1836〜1909)の説明により明治天皇の天覧がありました。開拓使出仕福士成豊(ふくし・なりとよ 1838〜1922)も函館において観測しています。[原田朗:荒井郁之助 吉川弘文館 1994 p144]

金星の太陽面通過現象は8年、121.5年、8年、105.5年の一連の間隔として繰り返されます。1874年(明治7)のつぎは1882年(明治15)でしたが米国の東海岸と同経度においてのみ観測できました。昼間しか観測できません。日本では130年ぶりに2004年(平成16)6月8日午後に見られることになりました。残念ながら、わたしの住んでいる京都は当日、雨でその機会を逸しました。この現象は2012年(平成24)6月6日にも起こりましたが、次回は105年後、2117年になります。

水星の太陽面通過も1878年(明治11)5月7日にあり、当時の地理局雑報に予告があります。[内務省地理局:地理局雜報 六號 1878 p7]

長崎での観測と長崎・東京間経度測量

長崎での金星の太陽面通過現象観測はフランス隊と米国隊によって、それぞれ金比羅山と5キロメートル離れた星取山(当時は大平山といった)に観測施設を設けて実施されました。米国隊はこの観測の機会に長崎にいた隊長のダビッドソン(George Davidson)と東京麻布の海軍観象台に派遣されたチットマン(Otto H.Tittmann)により長崎・東京間の経度差を観測しました。その結果、現在、東京にある日本経緯度原点の近傍にチットマン点が設定されました。この時点では日本経緯度原点はまだ存在していません。1871年(明治4)にはウラジオストック・上海・長崎の間は海底電信路が布設されており、さらに1973年(明治6)には長崎・東京間の有線電信路が建設されたため大陸諸国と東京の経度差(ロンドンのグリニッジ天文台を基準とする経度)が明らかになりました。[日本科学史学会:日本科学技術史大系 第14巻 地球宇宙科学 第一法規出版 1965 p61][内務卿第三回年報 1878(復刻版 三一書房 1983 p32)][地理局第三回年報 1878(復刻版 三一書房 1983 p541)]

「經度電測は多分金星経過以前にやったものであろう。此測點には標石等もなく、唯觀測器械臺の地盤らしいものを残せる許りである。」[田代庄三郎:長崎に於ける經度電信測量の測點 「天文月報」第九巻一號 日本天文學会 1916.4 p4]

とありますが、金星経過は12月9日で経度測量は12月20日から翌年1月2日にかけて実施されています。この経度測量には海軍水路寮の海軍中尉肝付兼行(きもつけ・かねゆき 1853〜1922、旧姓大伴)などが金星経過観測にひきつづき派遣されています。1876年(明治9)には開拓使から水路寮へ東京・北海道の経度差測定の依頼がありました。既に、1874年(明治7)10月に完成していた青森・函館間の海底電信線を利用する予定でしたが一時不通となり東京・青森間に短縮され、測定は福士成豊と肝付兼行により実施されています。これが日本独自で実施した最初の電信による経度測定になります。[海上保安庁水路部:日本水路史 日本水路協会 1971 p47−49]

長崎金比羅山の方にはフランス隊の記念碑、観測台跡、経緯度確定の地記念碑があります。ジャンサン(Pierre Jules Casar Janssen1824〜1907)が率いるフランス隊が建てた記念碑はピラミッド状で、地上高さ2.2メートルあり、観測年月日や隊員名が刻まれています。苔むしていますが、正面のVENUSの文字は読めます。その東24メートルの地点に、1993年(平成5)に発見された観測台跡が残っています。幅50、奥行65、地上高56センチメートルのレンガ造です。さらにピラミッドから12メートル離れて「我が国初の経緯度原点確定の地」記念碑が1997年(平成9)長崎県測量設計業協会により設置されています。フランス隊の記念碑と観測台跡はそれぞれ1960年(昭和35)と1995年(平成7)に長崎県指定史跡になっています。

長崎星取山には記念碑や遺跡はありませんが、2006年(平成18)NTTによって説明板が設置されました。上野彦馬(1838〜1904、写真家)が撮影した米国隊の観測所風景の写真もあります。山頂は現在、無人の無線基地につかわれていますが、西側にある中央入口南のフェンス下には当時のものとされる石垣が残存しています。

1871年(明治4)、上海・長崎間と長崎・ウラジオストック間に海底電信路(海底ケーブル)がデンマークのグレート・ノーザン会社(大北電信会社 Det Store Nordiske Telegraf-Selskab A/S)によって布設されました。これにより日本は外国の電信網とつながり、容易に情報伝達ができるようになりました。1874年(明治7)の金星太陽面通過観測時の経度測定にも、この電信路が利用されました。当時の海底電線路は、すでに廃止され、1996年(平成8)に長崎県茂木港で引き揚げられたケーブルの実物一部が現在、多摩市鶴牧のKDDIミュージアムで展示されています。ケーブルの外被は鋼より線ですが内部はガタパーチャという植物樹脂で絶縁された銅線がはいっています。

神戸での観測

神戸ではフランスの別動隊が諏訪山に拠点を設置しました。ジャンサンの率いる本隊は長崎に駐留し、神戸には海軍中尉、ドラクロア(E.Delacroix)と清水誠(1845〜1899、1870年、加賀藩からフランスに給費留学)が派遣されました。長崎、神戸の双方で観測したのは天候が異なることを考慮したものです。神戸市街地の北に隣接している諏訪山の麓には諏訪神社がありますが、そのすぐ南には金星台とよばれる広場があり「金星観測記念碑」が建っています。

記念碑の石柱は1855年(安政2)の大地震のときに破損した生田神社の鳥居を利用したものです。碑の高さは2.5メートル程度で正面には太陽面を横切る金星を図示し、側面は「金星過日測檢之處、長官星學士 ジ・ジャンサン、附屬測檢 ドラクルワ、同 清水誠、明治七年十二月九日兵庫縣令神田孝平在任、緯 赤道以北、経 巴里偏東」(緯経度とも数値記入なし)などと日仏両国語で刻まれています。

明石市人丸町の明石市立天文科学館には当時、フランス隊が使用したとされる子午儀が残されています。口径55ミリメートルのほか、詳しい仕様は不明です。日本に現存する西洋製子午儀としては最古級との説明があります。

横浜での観測

横浜ではコバルビアス(Francisco Diaz Covarrubias)を隊長とするメキシコ隊が野毛山(現宮崎町)と山手(現フェリス女学院構内)の2ヶ所で観測をおこないました。当時の観測台の一部が宮崎町の住宅街に残存しています。一辺70センチメートル高さ40センチメートル程度の立方体の石で中央に線が入っており、そばには「金星太陽面経過観測用台石」の碑が立っていました。

またJR石川町近く元町五丁目東の信号から山手へ石段を登りきったフェリス女学院高校の正門から東20メートルのところにフェンス越に記念碑が見えます。1974年(昭和49)に建てられた高さ60センチメートル程度の石碑で南面には「金星太陽面経過観測地点」、東面には「一八七四年十二月メキシコ観測隊」とあります。

さらにJR桜木町から紅葉坂を登ったところにある県立青少年センターの前にはメキシコ隊の金星観測100周年を記念して1974年(昭和49)に「EL TRANSITO DE VENUS 9 DICIEMBRE 1874 金星太陽面経過観測記念碑」が建てられています。記念碑の台石には海上保安庁水路部の測点標識(金属標)が埋め込まれていますが当時水路寮所属の海軍中尉吉田重親、海軍少尉補山崎喜勝、生徒高野瀬廉が海軍省からメキシコ隊に研修のため派遣されたことを記念するためです。

メキシコ隊は野毛山、山手の両観測所の正確な位置を知るために、神奈川のロシア連隊駐屯地、町会所(神奈川県庁)と両観測所間の距離と方位を三角測量の実測で求めています。当時の駐日ロシア公使ストルーヴェ(Karl von Struve 1835〜1907)は天文学にも理解がふかく、横浜でのメキシコ隊の観測に協力しました。ストルーヴェの父親(Friedrich Georg Wilhelm Struve 1793〜1864)はドイツ生れロシアの天文学者、測地学者として知られています。[大垣貴志郎・坂東省次:ディアス・コバルビアス日本旅行記 雄松堂出版 1983 p170]、[Francisco Diaz Covarrubias:Viaje de la Comision Astronomica Mexicana al Japon Imprenta Poliglota de C.Ramiro y Ponce de Leon 1876 p407−413]

この時期、メキシコ本国では政情不安定で、日本との正常な国交もなかった状態でしたが、日本政府の予期せぬ歓迎を受け、コバルビアス隊長は日本への感謝とともに日本人研修者の学究態度を賞賛しています。コバルビアスは観測準備が終わった段階で「観測開始の準備が万端整ったので、隊員一同を十一月三十日に野毛山の丘に招集した。この日、私の観測所に初めて国旗が揚がった。中略)澄みきった青空の下、永遠の山富士山から吹きよせるそよかぜが、緑と白と赤の三色旗にあたって、メキシコ国旗の鷲を愛撫していた。その愛撫は、若き異民族の平和で友好的な最初の訪問を、心よく歓迎する古い民族の象徴であった。」と述べています。[大垣貴志郎・坂東省次:ディアス・コバルビアス日本旅行記 雄松堂出版 1983 p108、p122]

水路寮「金星試験顛末」

1874年(明治7)の金星太陽面通過観測では米国から観測許可申請があり、太政官は当時、天文観測設備「観象台」の整備途上にあった海軍省へ諮問しましたが、同水路寮、柳楢悦大佐は欠かせない好機であると答申しました。長崎の米国隊には大伴中尉、加藤、高杉少尉、磯野少尉補、関生徒、神戸のフランス隊には五藤大尉、金木少尉補が同行実習を行い、東京の観象台では中村、青木大尉、吉田中尉が観測を担当しました。そのほかの場所、隊にも水路寮から派遣されています。[海上保安庁水路部:日本水路史 日本水路協会 1971 p46−47]

海上保安庁海洋情報部で所蔵される水路寮「金星試験顛末」は政府の対応、外国と取り交わした公文書などが集録されています。毛筆で書かれた470頁の綴りですが、だれがまとめたのか不明です。表紙は海洋情報資料館で許可を得て撮影したものです。

金星太陽面通過の音楽

1874年(明治7)の金星太陽面通過にひきつづき1882年(明治15)にも同現象が米国東海岸と同経度において見られました。米国の音楽家スーザ(John Philip Sousa 1854〜1932)は、1882年の金星太陽面通過に大そう興味をもち翌年、"Transit of Venus March"という行進曲を作曲しています。この曲は長い間、忘れ去られていましたが、2003年に米国国会図書館で譜面が見つかりました。

「金星通過行進曲」の曲、右クリックでダウンロードできます。


金星太陽面通過の記念切手

1769年6月3日に金星太陽面通過がありましたが、このとき英国のクック(James Cook 1728〜1779、英国海軍、探検家)はニュージーランドへの航海途上にありましたが、タヒチから同現象を観測しました。ニュージーランドとノーフォーク島(オーストラリア領)では200年記念として1969年に切手を発行しました。英国でも2018年に250年記念として発行されています。

2004年6月8日と2012年6月6日にも金星太陽面通過がありましたが、この時点では科学技術の進歩が著しく、地球・金星間の距離は三角法によらずレーダーにより直接、測定することが可能になり、もはや金星の太陽面通過によって天文単位を求める必要はなくなりました。南アフリカ共和国では2012年に記念切手を発行しています。太陽面通過現象を科学の興味や知識の向上に役立てることを目的としているようです。




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