日食中に誰でも科学者になれる4つの方法

8 月 21 日には、何百万人もの人々が空を見上げてアメリカ日食を観察すると予想されています。あなたもその 1 人になるかもしれません。しかし、この自然の驚異を楽しみながら、科学者を手助けできることをご存知でしたか? あなたも少なくとも 1 日、日食科学者になれる 4 つの方法をご紹介します。

1. NASAの温度計が下がるのを見る

NASA に加わりたいと思ったことがあるなら、これでは目的を達成することはできませんが、宇宙に宇宙飛行士を送る組織と協力しながら働くことになります。地球環境に役立つ地球規模の学習と観測 (GLOBE) プログラムは、月が太陽を一時的に隠したときの気温と雲量の変化に関するデータを収集するために、全国各地から日食観測者を集めようとしています。測定結果がどのようなものになるかを知るには、GLOBE が市民科学者の協力を得てすでに収集したデータを確認してください。

必要なもの:スマートフォン、GLOBE Observer アプリ、温度計

日食の直進路上にいる必要がありますか?:いいえ! 北米のどこからでも、部分日食でもデータを送信できます。

参加方法:

1. 無料アプリ（Android または iOS）をダウンロードしてアカウントを作成してください。
2. 8 月 21 日には外に出て、日食のピークの前後 2 時間にわたって 15 ～ 30 分ごとに雲の様子を観察します。
3. 温度データも収集したい場合は、温度計を日陰に置き、日食のピークの前後 2 時間は 10 分ごとに、日食のピークの前後 30 分間は 5 分ごとに測定します。
4. ボーナスとして、日食の 24 時間前の気温を記録します。

追加情報:赤外線温度計を使用できるように、表面温度プロトコルのトレーニングを受けてください。また、風速計があれば、風速や風向の変化を測定することもできます。

2. 照明が消え、エクリプス メガムービーのカメラが回る

月が太陽を横切るのにかかる時間はわずか 2、3 分です。しかし、これは 1 点からの場合です。日食は、オレゴン州リンカーン ビーチからサウス カロライナ州チャールストンまで、全米を横断する道路旅行を完了するのに 90 分かかります。この旅全体を撮影できたらどうなるでしょうか。

それは、グラスゴー大学の研究員ヒュー・ハドソン氏と、国立大気研究センターの高高度観測所所長スコット・マッキントッシュ氏が2011年の会議で思いついたことだ。「私たちはお互いに顔を見合わせて、『映画を作ろう』と言いました」とハドソン氏は言う。

日食メガムービー プロジェクトでは、市民科学者を募って全国のさまざまな地点から写真を撮影し、それをつなぎ合わせて日食の規模を詳細に伝える 1 本の映画を作成する。このデータは、これまでの日食のタイムラプスよりも広範囲にわたるとハドソン氏は言う。

「この巨大な経路を横切る影のタイミングから、多くの新しい情報が得られます」とハドソン氏は言う。「通常、日食が起こると、それは一回限りのスナップショットです。今、私たちは三次元のものを見ているのです。」

このデータは、科学者がコロナ（太陽を取り囲む輝くガス）やダイヤモンドリングなどの日食の特別な特徴を理解するのに役立つほか、測定（太陽の半径など）にも役立つ。1週間前、彼らは公式プロジェクトに1,000人のボランティアを集めるという目標を達成した。このプロジェクトでは、訓練を受けた観測者がデジタル一眼レフカメラで写真を撮る。

「良いレンズを備えたデジタル一眼レフカメラは、宇宙に打ち上げられたどんな望遠鏡よりも優れています」とハドソン氏は言う。

しかし、まだ終わりではありません。登録は続いており、さらに 1 ～ 2,000 人のボランティアが集まることを期待しています。高価なカメラがなくても、観測者は素晴らしい日食の写真を撮ることができます。Eclipse Megamovie アプリが、携帯電話で撮影した写真でも高品質で、場所と時刻がタグ付けされるように、大変な作業をしてくれます。日食後には、すべての写真をふるいにかけて、重要な特徴を捉えた写真を見つける機会もあるかもしれません。

必要なもの:デジタル一眼レフカメラまたはカメラ付き携帯電話 (外付けレンズはオプションですが、追加すると楽しいです) と Eclipse Megamovie Mobile アプリ。

日食の直進路上にいなければなりませんか?:はい、皆既日食がこのショーの主役です。

参加方法:

1. Eclipse Megamovie モバイルアプリをダウンロードする (Android または iOS)
2. DSLR やスマートフォンなど、どのカメラを使用する場合でも、アプリが日食の最高の写真を撮る方法をガイドします。
3. 練習を重ねれば完璧になります。アプリの練習モードを使用してテクニックを磨きましょう。
4. 日食の夜は、スマートフォンのカメラを空に向けてアプリに任せるか、自分のカメラを使ってください。写真を科学者と共有しましょう (一生に一度、あるいは二度、三度あるかないかのこのイベントを記念して、自分用に高画質の写真も撮っておきましょう)。

追加特典:デジタル一眼レフカメラと三脚をお持ちの場合は、公式メガムービーに参加できる可能性があります。詳細は Web サイトをご覧ください。

3. 工作に興味がありますか? EclipseMob に参加しましょう

地上から 600 マイル以上の上空には、電波の領域があります。それは電離層と呼ばれ、EclipseMob は電離層を研究するためにあなたの協力を求めています。

太陽光線が電離層を通過すると、その放射線が原子にわずかな電磁電荷を与えます。これは電波に干渉する可能性がありますが、日食は太陽がないときに何が起こるかを見る絶好の機会となります。

日食が現実世界の実験室として利用されるのは今回が初めてではない。1912年4月17日の皆既日食の際、英国の物理学者ウィリアム・エクルズはラジオ局でクリック音やその他の異常なノイズを聴取した。しかし今回は、米国各地の市民科学者が自家製のラジオアンテナと受信機を使用して、コロラド州フォートコリンズの政府局から放送される特定の電波を測定する。たとえば、ワシントンでの電波の信号とフロリダでの電波の信号を比較することで、日食の経路を通過する際に電波がどのように変化するかを把握できる。そして、そのすべてに、人々がデータを収集できるように設計されたEclipseMobアプリによってジオタグとタイムスタンプが付けられる。

「市民科学によって、米国内のさまざまな場所からデータが得られるようになる」とジョージ・メイソン大学の電気・コンピュータ工学准教授、ジル・ネルソン氏は言う。

受信機を 1 台だけ使用した Eccles の実験とは異なり、この研究には 150 台以上が参加します。全国からこれだけの人数の人が登録し、独自のアンテナと受信機を組み立てるために必要なすべての材料が入ったキットを受け取りました。

「このプロジェクトのユニークな点の 1 つは、デザインです」と、ジョージ メイソン大学のプログラム マネージャー兼大気、海洋、地球科学の准教授であるローラ ルークスは言います。「[受信機] には特別な材料やはんだ付けは必要ないため、アクセス性が向上します。全国規模のコミュニティと一般市民の協力を得ることこそが、十分な量のデータセットを取得できる唯一の方法です。」

必要なもの:アンテナと受信機を組み立てるための部品、ヘッドフォン ジャック付きのスマートフォン、モバイル アプリ。

日食の直進路上にいなければなりませんか?:いいえ! EclipseMob は、日食からの距離や方向によって電波がどのように変化するかを調べたいと考えています。特に中西部でボランティアを募集しています。

参加方法:

1. 指示に従ってアンテナと受信機を構築します。
2. ヘッドフォンジャックを介して携帯電話に接続します。
3. 日食が始まる前から（時間は場所によって異なります）、アンテナ システムをセットアップし、ヘッドフォン ジャックを介して携帯電話に接続します。
4. 携帯電話のアプリを使用してアンテナ システムを微調整します。アプリは、適切な信号を受信したことを通知し、信号のグラフがどのようになるかを視覚化するのに役立ちます。

追加情報:キットの供給数を上回る需要がありましたが、キットを入手するのに間に合わなかったとしても心配はいりません。Lukes と Nelson が、独自のアンテナと受信機を構築するために使用できる部品のリストをまとめています。

4. 野鳥観察者と鶏の飼い主の皆さんへ：「生命の反応」に注目してください。

これはエリーゼ・リカードにとって初めての経験ではない。カリフォルニア科学アカデミーの公共プログラムプレゼンタースーパーバイザーであるリカードは、2012年に皆既日食を観測するためにオーストラリアを訪れたことがある。「鳥たちが静かになったのを覚えています」とリカードは言う。「それははっきりとした、鮮明な体験でした」。科学者たちは日食中に突然太陽が消えたことに対する植物や動物の反応を研究してきたが、今年は「Life Responds」プロジェクトを通じて市民科学者がこうした取り組みを支援できるとリカードは期待している。

結局、太陽の光が消えると、植物も動物も夜が来た（早く）と思うかもしれません。鳥の飛行パターンは変わり、一部の植物は閉じ、農場の動物は寝床に戻るかもしれません。（そうです、鶏を飼っているなら、鶏に注意してください！）そして、日食は国の比較的田舎の地域を通過するので、日食観察者は自然に囲まれるでしょう。彼らがしなければならないのは、写真を数枚撮ったり、メモを取ったりすることだけです。

カリフォルニア科学アカデミーは、他の市民科学者の取り組みや州立公園と提携して、この情報を広めている。何人が写真を提出するかはわからないが、このデータが科学者にとって役立つことを期待している。概要を公開し、生データはすべてオンラインで公開される予定だ。

「市民科学は本当に素晴らしいものです」とリカール氏は言う。「市民科学は、行われている研究に人々を直接結びつけ、前例のない規模で人々が参加することを可能にします。」

必要なもの:スマートフォンとiNaturalistアプリ

日食の直進路上にいる必要がありますか?:いいえ! 実際、リカード氏は、米国本土全域のデータが特に役立つと述べています。なぜなら、植物や動物が反応するには、どのくらいの暗さが必要か、またはどの程度の温度変化が必要かを判断するのに役立つからです。

参加方法:

1. iNaturalist アプリ (Android および iOS) をダウンロードしてアカウントを作成します。
2. 「Life Responds」プロジェクトに参加してください。
3. アプリをいろいろ試して、使い方に慣れてください。
4. 大切な日に、観察する植物や動物を選びます。
5. 皆既日食の 30 分前、最中、そして 30 分後に、選んだ生物の写真を撮ります。「最中」というのは、少なくとも日食の 5 分以内という意味です。皆さんがあまりに感動して写真を撮ることができないかもしれないし、その瞬間を体験することのほうが重要だということを彼らは知っています。
6. 見たり聞いたりしたことをメモすることもできます。観察した内容は自動的にジオタグが付けられます。

補足:変化を観察するには、複数回 (少なくとも、前と後、または最中と後) 観察することが重要です。ただし、データは多ければ多いほど良いです。カリフォルニア科学アカデミーは、日食中だけでなく、常に iNaturalist アプリを稼働させています。そのため、増え続けるコレクションに良い追加となる可能性のある自然現象に引き続き注目してください。

もしこれだけでは科学として十分でないなら、皆既日食中（および日食後）の NASA の市民科学イニシアチブのリストをチェックしてみてください。