2001年 Leonid Storm 観測結果

内山茂男

2001年11月18/19日にしし座流星群の大出現が観測されました。これはその時の私の観測結果をまとめたものです。

私の計数観測から、1分毎の流星数（MR）をグラフにしたのが、図1です。実際に観測をしているときには、 ずっとたくさん出現していて、ピークはあまりわからず、なんとなく高原状のピークだったのかな、と感じていました。 しかし、グラフにしてみると、3時15分頃にピークがあったというのが、きれいに出ています。 人間の感覚というものはあてにならないということがよくわかりました。ちなみに、1分間の流星数の最大値は3時28分の31個でした。 でも、この値は、最微星6.0等としては少ない方で、この2倍くらい見ている人もたくさんいます。詳しくは、後で説明があります。

1分毎のデータでは非常にばらつきが大きいので、5分毎にして、さらにZHRにしてみたのが図2です。 ばらつきが少なくなって見やすい結果になりました。注目のピークはきれいな一つのピークになっていません。 3時〜3時30分はハイレベルな活動が継続しているようです。ここの中央はややくぼんでいるように見えますが、 同様のことがNMSの速報集計結果でも出ていました。
全体的な形を見ると、ピークの前後で対称的ではありません。ピーク前はやや緩やかに上昇し、ピーク後はやや急に下降しています。 今回、3時20分ごろに4公転トレイルと遭遇し大出現となっていますが、その前に9公転トレイルとも遭遇しています。 この9公転トレイルの影響でピーク前の出現数がやや多くなっているように感じます。0〜1時は値のばらつきが大きいですが、 これは輻射点高度が低いために、補正が大きくなってしまうためです。

おうし群や散在流星も記録がとれました。そこで、しし群と比較して、 これらの出現数変化も30分毎にグラフにしてみたのが図3です。 もちろん、しし群とそれ以外では全く数が違いますので、そのまま比較することは困難です。 そこで、しし群は1分間あたりの出現数（MR）、おうし群と散在流星は1時間あたりの出現数（HR）にしました。 その結果、しし群が増えるにしたがって散在流星が減少しているのが良くわかります。 現実には散在流星が減少するはずはありませんし、この時期に最微星6.0等で散在流星のHRが5程度というのは少なすぎますから、 この散在流星の減少は、私の「見落としの増加」を示しているものです。次々と現れる流星の光度判定をしていることによって、 暗い流星まで見ようという意識が少なくなくなっていたのでしょう。図4のように散在流星は暗いものが多いのですから、 この影響ははっきりと出るでしょう。また、NMS同報に報告された観測結果を見ても、 光度判定をしなかった人の方が多くの流星を数えているような傾向がありました。 したがって、図1、図2の MR や ZHR も本来はもう少し大きい値になっていた可能性が高いです。 ちなみに、散在流星は4時以降に数が復活してきますが、おうし群は数が減ったままです。 これは、おうし群の輻射点が低くなってしまったためです。

観測していて感じたことに、「痕を残す流星が多い」ということがありました。 2等の流星でも痕が見られ、視野のはじの方に出た流星では、 痕の方が明るいのでは？と思えるようなケースもありました（実際には本体の方が明るいのでしょうが）。
今回は、1時50分からは光度と出現数を優先したために、痕のデータはとっていませんでしたが、 0時から1時45分までのデータでは痕の記録もとっています。集計してみた結果、その間のしし群流星は286個で、 有痕流星は170個、有痕率は59.4％でした。有痕率およそ60％というのは、やはり今までに体験したことのない数字です。
等級別の有痕率も出してみました。その結果が図5です （参考までに、光度別の流星数と有痕流星数もグラフに示してあります）。 これを見ると、1等級以上の明るい流星では、それぞれ90％以上が痕を残しています。 このあたりは、おそらくほぼ100％が痕を残していたのでしょう。100％にならないのは、 視野の端の方で十分確認できないケースなどかもしれません。また、2等級でも有痕率が62％もあり、 4等級でも7％が痕を残しています。これらも、今までに体験したことのない数字です。このように、 痕を残しやすいというのはどうしてでしょうか？　ただ「速い」だけなら、今までのしし群でも同じはずです。 1999年の4公転トレイルでの大出現でも痕が多いと思いましたが、 母彗星を出てから数公転程度と新しいダストでは痕が残りやすいのでしょうか？

観測していて感じたことは、痕以外にも「意外に火球が多かった」ということと、 「火球は1時台までに目立った」ということもありました。そこで、流星の平均光度の変化を求めてグラフにしたのが図6です。 見事に出現数の増加にともなって平均光度が暗い方に変化しています。 さらに、光度別流星数の割合（％）の変化をグラフにしたのが図7です。0等級の流星の比率はあまり変化していません。 それに対して‐1等以上の明るい流星の割合が見事に変化しています。 特に‐2等以上の明るい流星は0:00〜0:30では15％以上あったのに、2:30〜4:00では１％近くに落ち込んでいます。 確かに流星数の増加に伴って明るい流星の割合が減少していたのです。
しかし、明るい流星の割合が減ったということと、明るい流星が減ったということは違います。 そこで、光度別の HR 変化を求めてグラフにしたのが図8です。これを見ると‐2等以上の明るい流星数は減っていません。 だいたい一定だったのです。‐1等級はわずかに増えています。

以上は私個人の観測結果だけから求めたものです。本当に明るい流星数はだいたい一定だったのか、 もっと多くの人のデータから求めてみたくなり、NMS同報でデータの提供を呼びかけたところ10名の方が応えてくれました。 私を含めた11名のデータをもとに、今度は雲量、最微星、輻射点高度を補正してZHRを求めてみました。 結果を図9、図10、図11、図12に示します。なお、4等以下の暗い流星では、最微星や個人差の影響が大きく、 信頼度が低いと判断して求めていません。

図9・10を見ると、0〜3等の流星では見事に3時過ぎをピークとして流星数の増加が見られています。 でも、‐1等級では3時過ぎのピークが見られますが、その出現数の増加はわずかになります。 そして、図11・12を見ると、やはり‐2等級以上の明るい流星ではその出現数があまり変化をしていません。
今回の3時過ぎをピークとする Storm は4公転トレイルや9公転トレイルとの遭遇によって見られたものです。 しかし、このときに‐2等以上の流星が全くといってよいほど増えていないということは、 これらのトレイルには‐2等級以上の流星となるダストがほとんど含まれていないということを示しています。

明るい流星の光度判定は、人間の感覚で行っていますからやや個人差もあるでしょうが、 今回は木星（−2.5等）とシリウス（−1.5等）が空にありましたから‐2等付近の光度判定は信頼度が高いです。 やはり‐2等が1つの境界になって、それより小さいダストだけが4公転と9公転のトレイルに存在しているのでしょう。 ちなみに、各光度の流星数の上昇率を比べると、1〜3等級の流星はほぼ同じ割合で出現数が増加しています。 これらが今回のトレイルのメインだったのでしょう。

さて、‐2等以上の流星の合計ZHRは40くらいにもなります。これだけでも十分すばらしい出現と言えるでしょう。 これらが今回のトレイルに含まれていないとしたら、これほどの火球の出現はどうして起きたのでしょうか。 これはあらたな問題です。1998年ヨーロッパ方面を中心に火球がたくさん出現しましたが、 これは木星との共鳴領域にたまった古くて大きなダスト群と地球が遭遇したためだと計算されています。 今回は、1998年のときの隣の共鳴領域が遭遇した可能性も十分にあります。

今回、アッシャー氏をはじめとする研究者が予測したStormが見られましたが、 もしこれらのトレイルがなくても、この夜のしし群はなかなかの出現をしたのでしょう。 でも、18/19日は通常言われるしし群の極大の翌日で、しかも月曜日の朝です。 研究者の予測がなければ18/19日の夜は観測をしなかったでしょう。 この夜にトレイルと遭遇した上に、火球群とも遭遇したのは大変幸運でした。

観測を終えたときには、「もっと気楽に見ていれば良かったかな」とも思ったのですが、 このような結果が出ると、やっぱりデータをとる観測をやめられません・・・。

この文章は、私の所属する“さいたま☆天文同好会”の会報「まがたま」53号（2002年1月発行） に掲載したものを一部書き直したものです。

これらの観測データをもとにしてその後も解析をした結果、次の論文となりました。

Estimated ZHR Profiles of the 4-Revolution and 9-Revolution Dust Trails during the 2001 Leonid Meteor Storm
WGN, the Journal of the IMO 30:3, 2002, pp. 47-55

2001年しし座流星群の4公転トレイルと9公転トレイルの推定ZHR (PDF)