금성

http://www.astroarts.co.jp/special/2007venus/index-j.shtml

金星ってどんな星？

太陽、月に次ぐ明るさ

日が沈んでまもなく、三日月のそばをよく見ると…

金星が宵の空にあるときは、日が沈んだ後どの星よりも先に輝き始め、明け方の空にあるときは、最後まで輝きつづけます。一番明るいころの金星は、視力がよい人なら白昼でも肉眼で見えるほどです。

太陽と月を除けば、金星より明るい天体は存在しません。肉眼で観察できる時期の金星はおよそ-4等級で、明るいときには-4.7等にもなります。参考までに、ほかの主な惑星の最大光度は火星が-3.0等、木星が-2.8等、水星が-2.4等、土星が-0.5等。全天一明るい恒星、おおいぬ座のシリウスは-1.5等ですが、金星の最大光度はその20倍近くもあるのです！かつてその明るさと美しさは、ローマ神話に登場する美の女神ビーナス（Venus）に例えられました。現在も金星は英語でVenusと呼ばれています。

真夜中に見えない理由

金星と地球の軌道（ほかの惑星は省略）。クリックで拡大（ステラナビゲータ Ver.8で作成）

太陽系の8惑星は内側から順番に水星－金星－地球－火星－木星－土星－天王星－海王星です。第2惑星・金星は地球のすぐ内側を回っているので、地球から見て決して太陽の反対側に来ることはありません。金星が明け方か夕方にしか見えなくて、真夜中に観測できないのはこのためです。

金星の動きをもう少し詳しく追ってみましょう。

金星が地球から見て太陽と同じ方向にあるときを「合」といいます。合の時には、地球からその姿を見ることはできません。そして、太陽の向こう側での合を「外合」、こちら側での合を「内合」といいます。

さて、内合を過ぎた金星は太陽の周りを反時計回りに移動し、太陽の西側に見えるようになります。このとき、地球からは日の出前の東の空に見えるようになります。金星は太陽から徐々に離れていきますが、ある点を境に今度は太陽に近付き始めるようになります。この点にきたときを、「西方最大離角（太陽の西側で起きる最大離角）」といいます。金星は明け方の東空で明けの明星として輝く姿を見ることができます。

西方最大離角を過ぎた金星は、しばらくは朝焼けの空に残って見えていますが、その後は急加速しながら太陽に近付いていきます。そして、「外合」を迎えます。地球の動きを加味して考えれば容易に理解できますね。やがて金星は太陽の東側に姿をあらわします。そして「東方最大離角」のころには夕方の西空に輝くようになるのです。このころの金星が宵の明星とよばれます。

地球と似て非なる「兄弟星」

太陽系の惑星で一番地球に似ている星、というと火星を挙げる方が多いのではないでしょうか。かつて液体の水が豊富に存在した強い証拠がありますし、生命の痕跡があるとする研究者もいます。北極や南極は氷で覆われていて、その面積は季節と共に変動します。しかし、火星の半径は地球の半分、質量は10%しかありません。

それに対し、金星の半径は95%、質量は80%と、地球にとても近い数字です。距離の上でも近い両者は、「兄弟星」と呼ばれることもありました。にもかかわらず現在、金星よりも火星の方が地球に似ているという方が多いのは、探査機などの活躍で金星の過酷な環境が明らかになったからでしょう。

金星と地球の比較。大きさはそっくりだが（上）、地表は温室効果でまったくの別世界になってしまった（下）。クリックで拡大（太陽系ビジュアルブックから引用）

生まれたばかりの金星と地球は、お互いによく似ていたと考えられています。どちらも高温で、水蒸気、二酸化炭素、窒素、塩素、硫黄などからなる原始大気で覆われていました。その後地球では気温が下がり、液体になった水が海を作り、二酸化炭素が海洋に溶け込んで石灰岩として取り込まれた結果、窒素を主体とした大気ができあがったのです。

ところが金星は太陽に近かったため、温度が下がることはありませんでした。水蒸気は太陽の紫外線で分解されてしまい、二酸化炭素97%、窒素3%、90気圧もの大気が残されました。濃硫酸の厚い雲で覆われて、太陽光の80%近くを反射しています（金星が明るく見える理由の1つです）が、二酸化炭素の強烈な温室効果によって地表付近は500℃もの高温に保たれています。

金星が地球どころか、ほかのすべての惑星と異なるのは、逆向きに自転している点です。しかも、自転周期は243日（以下、「日」は地球における1日のこと）と、225日の公転周期よりも長いため奇妙なことになります。金星では日の出から日の出までの時間、つまり「1日の長さ」は、自転周期よりはるかに短い117日間。しかも日は西から昇ります。とても想像できない世界ですね。もっとも、分厚い雲のおかげで、そもそも太陽を見ることができないと思いますが…


金星探査の歴史

ソ連に軍配、金星探査競争

人類による金星の探査は、ほかの宇宙開発同様、アメリカと旧ソビエト連邦（以下ソ連）の競争ではじまりました。冷戦中の宇宙開発一番乗り競争といえば、ソ連が人工衛星打ち上げ・有人宇宙飛行でリードし、アメリカが有人月着陸で追い抜いたとよく言われます。ところがおもしろいことに、金星探査に限ってみれば、立場が逆転していると言えるのです。

ソ連は1961年に「スプートニク7号」を打ち上げて金星を目指しましたが、ロケットが故障して軌道に乗ることができませんでした。その後「ベネーラ（ロシア語で金星）」などの探査機を立て続けに打ち上げたものの、相次いで失敗。先に金星への接近を果たしたのはアメリカの「マリナー2号」で、1962年12月14日のことです。マリナー2号は金星が高温で過酷な環境であることを明らかにしました。

ソ連はようやく9機目の「ベネーラ2号」で、金星フライバイに成功しました。1966年2月27日のことで、距離は2万4000キロメートルでした。3月1日には「ベネーラ3号」がカプセルを金星に命中させたものの、2号3号ともに地球へデータを送信することはできませんでした。一方で1967年10月19日にはアメリカの「マリナー5号」が金星の気圧を測定しています。

しかし、1970年12月15日、「ベネーラ7号」が初めて金星に軟着陸し、気候の測定にも成功しました。金星の過酷な環境を知ったアメリカは、周回軌道からの観測を計画の中心に据えました。その間、「ベネーラ」シリーズは合計8回も軟着陸を果たし、金星表面の撮影や岩石の成分分析がなどが行われたのです。

ベネーラ13号は金星の地表をカラー撮影して地球へ届けた（提供：NASA/NSSDC）

地形図を作り上げた「マゼラン」

マゼランが撮影した、地表のレーダー画像。「パンケーキ」と呼ばれる地形が写っている（提供：NASA/JPL-Caltech）

金星が超高温・超高圧であることまではわかっても、その分厚い大気と雲のおかげで、表面の地形は見通すことができません。そこで、アメリカはレーダーを搭載した探査機「マゼラン」を1989年に打ち上げました。電波は雲と大気を通過し、地面にぶつかるとはね返ります。これを利用すれば、表面の地形が描けるというわけです。

「マゼラン」は1990年8月10日から1994年10月11日まで金星を周回し、表面の98％をカバーする地図を作り上げました。

金星表面の大部分はゆるやかな平原で、火山でできた地形が多いことがわかりました。中でも特徴的なのは、「パンケーキ」と呼ばれる地形。粘りけのある溶岩が吹き出た後に、大気圧に押しつぶされたことで形成されたようです。

大気の謎に迫る「ビーナス・エクスプレス」

ビーナス・エクスプレスが撮影した、金星の南半球（疑似カラー）（提供：ESA/MPS, Katlenburg-Lindau, Germany）

2005年、「マゼラン」以来となる探査機「ビーナス・エクスプレス」を、ヨーロッパ宇宙機関（ESA）が打ち上げました。2006年5月7日に金星へ到着し、現在も観測を続けています。

「ビーナス・エクスプレス」が観測するのは、金星の大気そのものです。大気が高温・高圧なのも特徴的ですが、実はその上、猛烈な風となって表面を移動しています。その速さは、4日で金星を1周してしまうほどです（金星の自転の60倍！）。ビーナス・エクスプレスはさまざまな波長で大気や気象を観測して、メカニズムの解明を目指しています。また、金星全体の温度分布マップも作成中です。

金星に到着してまもなく、金星の南極を中心とした巨大な渦が見つかり、研究者を驚かせました。この話題はアストロアーツニュースでも「渦巻く金星大気の観測がはじまった」として解説していますのでご覧ください。


日本のプロジェクト「PLANET-C」

次に金星を目指しているのが、日本です。現在、「PLANET-C」と呼ばれる探査機を開発中で、2010年に打ち上げを予定しています。

「PLANET-C」のテーマは「地球の兄弟星を観測する」ことだと言えるでしょう。「ビーナス・エクスプレス」同様、さまざまな波長で大気を観測しますが、「どうして金星は地球と異なる運命をたどったのか」を探ることに主眼を置いています。これは地球の誕生や環境変動を理解することにもつながります。

鉱物の分布、地上の火山活動、雷、雲の下の大気、雲の動き、そして大気から宇宙空間へ逃げ出す物質。「PLANET-C」は文字どおり、金星を立体的に調査できると期待されています。


金星を観察しよう

金星を眺めるには

ステラナビゲータ Ver.8の機能「天体グラフ」。日没時点での金星の地平高度、明るさ（等級）、太陽からの距離（離角）が時間とともに変化するようすが一目でわかる（クリックで拡大）

2007年4月現在、金星は日が沈んだあとの空で、西の方およそ30度の高さで輝いています。金星が沈むのは9時すぎで、それまでは（西の方向が開けた場所なら）楽に見つけることができます。

太陽が沈んでいる限り、金星が昇っているのなら探すには苦労しないでしょう。明けの明星として輝いている時期なら東の空、宵の明星なら西の空を見るだけです。肝心なのは、「今金星が見えるのは宵なのか明け方なのか、それとも太陽に近くて見えないのか」をあらかじめ知っていることです。

毎月の金星の位置は、アストロアーツホームページの「星空ガイド」や月刊天文雑誌「星ナビ」（解説図が充実しています）で調べることができます。

もちろん、天文シミュレーションソフトウェア「ステラナビゲータ Ver.8」を使えば、好きな日時の星図を簡単に表示できます。「天体グラフ」で金星の高度や明るさの移り変わりをグラフで表すことも可能です。ステラナビゲータをお持ちの方は［ツール］－［天体グラフ］とたどって試してみてください。

春から夏にかけての金星の位置

クリックで拡大

今年の夕方に金星がどのあたりに見えるか、ステラナビゲータVer.8で再現しました。観察するときの参考にしてください。

ちなみに、東方最大離角（太陽からもっとも遠ざかって見える）となるのは6月2日。最大光度を迎えるのは7月12日で、マイナス4.5等で輝きます。8月16日に内合を迎え、秋から冬にかけては「明けの明星」となります。


望遠鏡で満ち欠けを観察しよう

まばゆく輝く金星はいつまで眺めても飽きないものです。でもそれだけでは金星の面白さを半分も楽しめていません。望遠鏡を向けて倍率を上げれば、金星の形が見えてきます（模様は見えません）。時期をずらして観察すると、金星の大きさや満ち欠けがダイナミックに変化するようすがわかるでしょう。

内合のころと、外合のころでは地球－金星間の距離が大きく違います。そのため金星の見かけの大きさ（視直径）もずいぶんと変化します。内合付近での最大視直径は60秒をこえますが、外合付近での最小視直径は10秒以下ですから、実に視直径で6倍、面積では36倍も違うことになります。

さて、惑星は月と同じように、太陽光を反射して輝いていますので、月のように満ち欠けを見ることができるはずです。ただ、火星や木星のように地球よりも外側を回っている惑星は、太陽光が当たる面と地球を向いている面がほぼ同じですから、ほとんど丸い形をしています。それに対して、金星は地球よりも内側にあるので大きく変化します。内合時には新月のように、外合時には満月のようになります。ただし、満ち欠けとともに大きさも変わるので、もっとも明るく見えるのは内合の前後約36日ころです。

金星の満ち欠け。中央が内合のころ、左が宵の明星、右が明け方の明星。

最大光度前後の金星は、双眼鏡でも形がわかるほどです。そうでなくても、満ち欠けを観察するのに使う望遠鏡は口径8センチメートル程度の入門機でじゅうぶんですが、倍率は高めにするとよいでしょう。ただし、金星は空の低いところにあるので、大気の影響を受けて像がゆらぐことは念頭に置いてください。

アストロアーツオンラインショップでは望遠鏡や双眼鏡をはじめとしたさまざまな天文グッズをそろえています。初めて買う一機こそ、安心できる性能の望遠鏡を選びたいものです。星ナビ編集部による入門機レビュー「星ナビ機材セレクション・8cm屈折望遠鏡」も参考にしてください。

ランデブーに注目！

時期	接近する天体
4月12日	プレアデス星団（M45、すばる）
4月20日	月（月齢2.9）
5月20日	月（月齢3.6）
6月13日	プレセペ星団（M44）
6月18日	月（月齢3.3）
7月 1日	土星
7月17日	月（月齢3.0）、レグルス

単独でも美しい金星ですが、ほかの天体がそばに存在すれば一層すばらしい光景となります。

その筆頭は、なんと言っても月との接近です。宵なら三日月、明け方なら二十七日月ほどの細い月が金星がと並ぶようすはまさに息を飲むほどの美しさです。

ほかの惑星や1等星との競演もよく見られ、双眼鏡の視野に2つ（ときには3つ以上）の天体が収まることも珍しくありません。7月1日には土星と金星が40分角まで接近します。これは望遠鏡の低倍率でカバーできる距離。条件がよければ、土星の環と金星の形を同時に観察するチャンスです。

明るい星団との接近も見ものです。ぜひ双眼鏡を向けてください。

4月から7月までの主な接近を表にまとめました。なお、月はすぐに移動してしまいますが、ほかの天体との接近は前後数日でもじゅうぶん近づいて見えます。金星と天体の位置関係については、「星空ガイド」や「星ナビ」などを参照してください。