部分日食で月の大きさを測ろう！～第1部

7月22日と言えば！そう！皆既日食です！
鹿児島県のトカラ列島を中心とする地域で皆既日食が見られます！

でも「忙しくて見に行けない」「お金がなくて見に行けない」「飛行機や船は苦手で…」などという方のために
あえて部分日食を楽しもう！
っていうことで部分日食特集です。

実は今回の日食、国内全ての地域で部分日食を見ることができます！
ただ太陽が欠けていくのを眺めているだけじゃ物足りない！
という方のために一つの楽しみ方として、
部分日食を観測して、月の大きさを測る方法
を提案しちゃいます！
7月20日はアポロ11号の月着陸から40周年！
これを機に、地球にいながらにして実際の月の大きさを知り、宇宙のスケールの大きさを体感しましょー！
宇宙に疎い方も大歓迎です！

ここで最初にお断りですが、かなり大雑把な月の大きさを測る方法なので、誤差は当然大きいです。
±20%くらいの誤差は覚悟してくださいｗｗｗ


１．日食とは

宇宙関係には疎い方のためにおさらいです。

日食とは、太陽の手前を月が通るために、太陽が月に隠される減少です。
月は太陽の光を反射して光ります。
日食のときは、月の向こう側（地球から見えない側）が照らされているので、月は暗くて見えません…つまり新月です。
日食のとき、月自体は見えませんが、太陽の形が欠けていくのが分かります。

太陽がすっぽり月に隠されるのが皆既日食、一部だけが隠されるのが部分日食です。
太陽は月よりもずーっと大きい天体ですが、ずーっと遠くにあるため、地球から見ると月と太陽はほぼ同じくらいの大きさに見えます。
そのため、月が太陽をすっぽりと覆い隠す皆既日食は珍しく、少し位置がずれると太陽の一部が隠されずに部分日食となります。
部分日食が広い地域で見られるのに、皆既日食はごく限られた地域でしか見られないのはこのためです。


２．今回の日食について

今回、皆既日食が見られるのは、インド等南アジアの一部、中国の重慶・武漢・杭州・上海等、そして日本のトカラ列島周辺の地域です。
日本の陸地での皆既日食は46年ぶり、次回は26年後です。
尚、硫黄島近海では、皆既日食が6分39秒続き、今世紀最長です。

トカラ列島の悪石島では10時53分～59分の間、6分21秒間皆既日食を見ることができます。
トカラ列島の他、種子島南部、屋久島、奄美大島北部等でも皆既日食が見られます。

この他、日本全国で部分日食を見ることができます。
太陽の何%が隠されるか（長さの割合）を表したのが食分です。
100%以上が皆既日食、100%未満が部分日食です。
主な地域の食分と日食が見られる時間は以下の通り。

父島　98%　10:01～12:50
那覇　92%　9:32～12:20
福岡　90%　9:37～12:17
広島　86%　9:41～12:20
大阪　82%　9:46～12:25
名古屋　79%　9:49～12:26
金沢　75%　9:50～12:23
新潟　69%　9:55～12:24
仙台　66%　9:59～12:26
秋田　62%　9:58～12:22
青森　58%　10:01～12:20
札幌　51%　10:04～12:16
帯広　49%　10:07～12:18
稚内　43%　10:08～12:10

皆既日食が見られる地域に近い地域では食分も大きく、北海道と北東北を除く地域で食分が60%以上となり、面積に換算すると太陽の半分以上が隠れることになります。
日食を見ることができる時間も、北へ行く程短くなります。
また、東へ行く程時間帯は遅くなります。

でも北海道、東北の皆さん、がっかりしないで下さい！
実は、今回の月の大きさを測る方法は、北へ行く程より精確な値を出せるんです。



３．月の大きさを測る原理

日食は、太陽の手前を月が通り、太陽を隠す現象です。
つまり、日食のときには月の影が地球上に落ちることになります。
月の影の中に入っている地域では、太陽が隠れて見えるわけです。
月までの距離に比べると、太陽はものすごく遠くにあります。
そのため、影の大きさを測れば、月の大きさが分かる仕組みです。


４．本影と半影

ここで、本影と半影について説明しておきます。
説明のため、10円玉（他のコインでも可）を1枚用意して下さい。

電球や蛍光灯等、10円玉よりも大きな照明（豆電球等はダメ）の下で実験です。
10円玉を床に近づけると、下の図のように影ができます。
床に近づければ近づける程、影が濃く、くっきり見えることに気づくはずです。
中央の真っ暗な部分を本影、その外側の薄暗い部分を半影といいます。
本影は、電球の光が全く届かない場所です。
一方半影では、電球からの光の一部が10円玉に遮られて暗くなりますが、光の一部は当たるため、完全に暗くはありません。

ところで、この10円玉を少しずつ、床から離してみて下さい。
すると、本影がだんだん小さくなっていき、半影が大きくなっていきます。
さらに離すと、本影がなくなり、半影だけになります。
光が全く届かない円錐形の部分が、床に届かなくなるためです。



勘のいい方はお気づきかと思いますが、日食の場合も同様です。
月の影が地球上にできるのが日食です。
このとき、本影に入った地域では、月に隠されて太陽光が全く届かない、つまり皆既日食が起こります。
一方、半影に入った地域では、月に遮られるものの、太陽光の一部が当たっている状態、つまり部分日食が起こります。

日食の場合、地球から見た太陽と月の見かけ大きさはほぼ同じになります。
そのため、皆既日食が見られる本影の部分は非常に狭く、下の図のようにほとんど点になります。
このとき、半影の大きさが月の約2倍になることが分かります。
これを利用して月の大きさを測っていくわけですが、詳細は第2部で。