星座は大陸より若い
(lesswrong.com)- Orion が王や大陸の興亡を見守ってきたという歌詞は、星座の実際の持続時間が大陸の変化よりはるかに短いという点で、天文学的な時間尺度とは食い違っている
- 大陸は 数千万〜数億年 にわたって変化するが、星座は夜空の2D投影パターンであり、恒星同士の相対速度の違いだけでも形が変わる
- ほとんどの星座は実際には近くの恒星群ではないため、銀河中心を回る軌道や速度の違いによって 数万〜数十万年 規模で再配置される
- Orion は明るい恒星の多くが同じ 恒星アソシエーション に属する例外だが、それらの恒星は若く、大きく、明るいため長生きできず、一部は超新星として消える可能性がある
- 太陽級の恒星は数十億年生きられるとしても、人間が星座として認識するパターンは、大陸の生成と消滅を見守れるほど長くは続かない
歌詞と星座の時間尺度
- Bay Area Solstice で聴いた曲 Bold Orion では、Orion が「王と大陸の興亡」を見てきたと歌われている
- しかし Orion が大陸の興亡を見守ってきたと考えるのは難しい
- 大陸が変化する時間尺度は 数千万〜数億年 である
- 星座はたいてい 数万〜数十万年 規模で形を変える
- 重要なのは、恒星と星座を区別することにある
- 太陽サイズの恒星は 数十億年 生きられるため、大陸より長く存在しうる
- 星座は恒星そのものでも、物理的に結びついた恒星群でもなく、地球から見える夜空の パターン である
星座がすぐに変わる理由
- 一部の星座は、実際の空間でも恒星同士が近く、重力的に結びついている
- 例として Pleiades がある
- Pleiades は数億年にわたって一緒にあり、今後もしばらく近くにとどまる可能性がある
- この記事では Pleiades を最も古い星座とみなしている
- しかし、ほとんどの星座は実際の空間では近くの恒星の集まりではない
- 夜空の2D投影では近く見えても、各恒星までの距離は大きく異なりうる
- 恒星はそれぞれ銀河系中心を回る 異なる軌道 に乗っている
- 太陽とその周辺の多くの恒星は、銀河中心を1周するのに約 2億3000万年 かかる
- ただし、この周期自体が星座変化を決める主要な時間尺度ではない
- 星座の変化は、この局所的な銀河系内での恒星の 速度差 に左右される
- 天文学者は、多くの恒星の位置や明るさに現れる小さな変化を追跡して、こうした動きを測定している
Orion が例外に近い理由
- Orion は、他の星座に比べて明るい7つの恒星の位置変化が遅いほうである
- Orion の多くの恒星は、実際に互いに関係している
- それらは Orion OB1 Association という 恒星アソシエーション(stellar association) を成している
- 似た時期に形成され、似たように動き、弱く重力相互作用している
- Orion の恒星は星座の中で互いの位置を入れ替えていくが、その多くは生涯のあいだ互いに近いままでいる可能性がある
- 現在 Orion の中に見える一部の暗い恒星は、この恒星アソシエーションには属しておらず、単に通過中である
Orion の明るい恒星が長くもたない理由
- Orion の恒星アソシエーションに属する恒星は 最大でも約1200万年 と若い
- Rigel: 約800万年
- Alnilam: 約600万年
- Alnitak: 約700万年
- Saiph: 約1100万年
- これらの恒星はとりわけ大きく明るい
- 恒星は大きいほど寿命が短い
- Orion の明るい恒星の大半は 2000万年 までは生きられない
- Betelgeuse は Orion で通常2番目に明るい恒星で、赤い色が目立ち、明るさも大きく変化する
- 約800万年前に恒星アソシエーション内で形成されたが、現在はそこを離れつつある
- 約 10万年以内に 超新星になると予想されている
- そのとき約3か月のあいだ半月ほどの明るさで輝くが、危険なほど明るくはない
大陸の歴史を宿すには短すぎる持続時間
- ほとんどの星座は、恒星同士の相対運動によって 数万〜数十万年 規模で変化する
- Orion は例外的により長く維持され、数百万年 にわたって残る可能性がある
- それでも Orion の持続時間は、明るい恒星が燃え尽きるか超新星になるまでに制限される
- 一般的な星座であれ、Orion のような例外であれ、星座のパターンは大陸の生成と消滅を見守れるほど長くは残らない
1件のコメント
Hacker News のコメント
プレアデス星団について興味深い説がある https://arxiv.org/abs/2101.09170
プレアデスは空で目立ち、天の赤道に近いため地球上のあらゆる集団が見ることができた。そのため、ほぼすべての文化がこの星団にまつわる物語を作った
文化圏のおよそ2/3では、七人姉妹、七人の少年、七羽のニワトリのように七つが登場し、残りの1/3では六つが登場する
驚くことに、もともとは七つあったが一つが消えた、という話も多い。星団内の二つの星が非常に近く、肉眼では見分けにくいのだが、天文学者が固有運動を計算したところ、数万年前には二つの星が十分離れて見えていた可能性があるという
そのため、初期の人類がプレアデスを七つの星として認識し、七番目の星が見えなくなった後も、その記憶が多くの文化圏の神話に数万年にわたって残った、という解釈が可能になる
条件がよければ今でも七人姉妹をすべて見ることができるし、現在のようなひどい光害や大気汚染がなかった昔は、そうした条件がはるかに一般的だった可能性が高い
https://skyandtelescope.org/astronomy-news/many-pleiades-can-see10222014/
特にオーストラリア先住民の伝承における七人姉妹の伝説がよいところ
その伝説がヨーロッパ人との最初の接触よりはるかに前のものなら、最初の先住民入植者たちがアフリカから渡ってきたときに一緒に持ち込んだ物語だった可能性がある
そうだとすれば、史上最古の物語の一つ、もしかすると最古の物語かもしれない
何より、人間が数字の7に引かれる傾向のほうがずっともっともらしい説明だ。6はこの手の文脈ではそれほど重要な数字ではなく、神話や童話では1、2、3、7のほうがはるかによく出てくる
北極星 Polarisもサメより若い
ただし時間スケールに関する全体的な観察としては、そこまで面白くはない。Polaris がかなり若い星で、サメがかなり古い生物だというだけ
地球の自転軸の歳差運動のため、Polaris が北極星になったのは西暦500年ごろになってから
古代エジプト人にとっての北極星は Thuban で、人類が12,000年前に初めて農業を発見したころには Vega が北極星だった
Wikipedia に北極星の周期を示すよい表がある: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Pole_star#Precession_of_the_equinoxes
実際、人間とチンパンジーの最後の共通祖先が生きていたころに形成された
こういう事実はいつも頭がぼうっとする。例えば太陽は約2億1,200万年ごとに銀河系を一周する
つまり、太陽がビッグバンの時から今まで存在していたとしても、Sagittarius A* の周りを完全に回った回数は約63回にすぎないということ
銀河系の形成時点まで考慮すると、その数はさらに少なくなる。専門家ではないので詳しい人には自然に感じられるのかもしれないが、自分には確かに奇妙に感じる
彼は詳しくは踏み込まなかったが、銀河系の回転回数と複雑で対称的な構造を結びつけるべき理由は明らかではない、と答えた
銀河系のような銀河に見られる渦状腕は、剛体のように一緒に回転する構造ではなく、星形成が起きて銀河がより明るく見える領域に近いという
そのため、渦状構造がどう生まれるのかを心配しているなら、1〜2回の回転だけでもかなり容易に形成され得るし、68回どころかそれ以上が必要だとは見ていない、という答えだった
[1] "Mapping tree density at a global scale" https://www.nature.com/articles/nature14967
以前は、宇宙の時間スケールは地球の寿命より圧倒的に長いのだろうと漠然と思っていた
Sagan の Cosmos のあるエピソードには、星座が時間とともに変化する見事なシミュレーションがある
そこで彼は視差やほかの重要な現象についても説明している
Barbers の When They Severed Earth From Sky（2004）は、いくつもの古代神話に見られる天空の王権交代の物語が、黄道帯を通過する夏至・冬至・春分・秋分の歳差運動に対応していると仮定している
たとえばギリシャ神話については、CHAOS/OURANOS/KRONOS/ZEUS をそれぞれ Libra・Cancer、Virgo・Gemini、Leo・Taurus、Cancer・Aries といった季節点に結びつけ、バビロニア・ヒッタイト・フェニキア・北欧神話の並列表も提示している
この仮説によれば、紀元前6年に秋分点が Virgo に移動し、Saturn と Jupiter が Pisces で合になったことで、多くの古代人は新しい時代を統治する新たな天空の王国の到来として受け止め、その時期に中東から広がった Mithraism のような新宗教をより受け入れやすかった可能性がある
Virgil が紀元前40年ごろに書いた Fourth Eclogue 4-10 も、新時代を予言したもののように読める。ただしこの計算どおりなら「Age of Aquarius」は2160年ごろになってようやく始まるため、1960年代の人々の生涯感覚からするとかなり遠い未来である
1970年代の話である
子どもとして、静的だと思っていたものが変化する様子を「見る」というのは不思議な感覚で、そこからさらに深い考えにもつながった
Pangaea はこれまでに少なくとも5回形成され、分裂したと考えられていると知って驚いた
過去の超大陸にはそれぞれ独自の名前がある: https://en.wikipedia.org/wiki/Supercontinent
Barad-dûr の崩壊から今日までの、長いが定義されていない時間的隔たりが、「先史時代」について知られている、あるいは推定されている内容を知る読者にとっても文学的な信頼性を与えるのに十分であってほしい、と彼は書いている
彼はその隔たりを約6000年と想像しており、各時代の長さが第二紀・第三紀と同程度なら現在は第五紀の終わりだろうが、時代の進みが速くなったと考え、実際には第六紀の終わりか第七紀だろうと想像していた
出典は The Letters of J.R.R. Tolkien, Letter 211
もうひとつ: 恐竜は銀河の反対側に存在していた
その時以来、銀河は約半回転している
なので恐竜は実際には、銀河間空間の非常に遠い場所にいたことになる可能性が高い
この記事を見て、以前 Maris Multimedia の Redshift のような天文シミュレーションソフトで遊んでいた記憶がよみがえった
探しているうちに、HN の記事ではよくあるように、新しい現代版にまでたどり着いた: https://redshiftsky.com
有名だった製品群の短い歴史もある。航空分野のものも見る価値がある: http://archaic.maris.com/content/indexe5cc.html
Redshift の旧バージョンは Internet Archive でダウンロードしたり見つけたりできる: https://archive.org/details/redshift_202204, https://archive.org/details/redshift2, https://archive.org/details/Redshift_3_Maris_Multimedia_1998
Betelgeuse がいつ爆発するか、どの程度正確に予測できるのだろうか。信頼区間はどのくらいだろうか？
私の知る限り、確率分布はかなり平坦で、範囲も1000年、1万年、あるいは100万年幅かもしれない
判断に使える記録された事例数が少ない
GAIA データで作られたアニメーション: https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Videos/2020/12/Gaia_s_stellar_motion_for_the_next_1.6_million_years