月食とは（なぜ起こるのか？）

地球は太陽の光を受けて輝き、太陽と反対の方向には地球の「影」が伸びています。この地球の「影」の中を月が通過することによって、月が暗く見えたり欠けたように見える現象が「月食」です。

月食は太陽-地球-月が一直線に並ぶときに起ります。この時、月は満月です。ただし満月の時に必ず月食になるわけではありません。それは、星空の中での太陽の通り道に対して月の通り道が少し傾いているため、満月の時に必ず地球の影の中に月が入るわけではないからです。地球の影の北側や南側のそれたところを月が通ると、月食は起こらず、月はふつうの満月となります。

月食の種類

半影食

月の一部または全部が半影（図を参照）だけに入った状態の月食が半影食です。半影は薄い影なので、目で見ただけでは月が欠けているかはっきりとはわかりません。双眼鏡を使って観察する、または写真に撮ってみるとわかりやすいです。

本影食

月の一部または全部が本影（図を参照）に入った状態の月食が本影食です。一般的に「月食」というと、この本影食を指します。本影は影が濃いので、月が欠けたり暗くなる様子を目で見て確認できます。月の一部が本影に入り込むと「部分月食」、月全体がすっぽりと本影に入り込むと「皆既月食」です。

皆既月食中の月の色

皆既月食は、月が本影に完全に入り込んだ状態です。しかしこの時、月は真っ暗になって見えなくなるわけではありません。「赤銅（しゃくどう）色」と呼ばれる、赤黒い色（写真参照）に輝いて見えます。これはなぜでしょうか？

その理由は地球の大気の影響です。太陽光が地球の大気の中を通過する際、波長の短い「青い光」は空気の分子によって散乱（レイリー散乱）されてしまいほとんど通過できません。一方、波長の長い「赤い光」は散乱されにくく、光は弱められながらも大気を通過します。これは、朝日や夕日が赤く見えるのと同じ理由です。また、地球の大気はレンズのような役割もするため、太陽光が屈折して、本影の内側に入り込みます。こうして地球の大気を通過し、屈折して届くかすかな赤い光が皆既月食中の月面を照らし、赤黒く見せるのです。

ターコイズフリンジを見てみよう

ターコイズフリンジ（ブルーベルトとも呼ばれる）とは，月食の際、月面上で地球の影の周辺部分が青っぽく見える現象です。（写真参照）
この現象は、地球の成層圏上部のオゾン層では太陽光の赤い光が吸収され，その一方で成層圏上部ではレイリー散乱が起こりにくいことから、結果、青い光が透過して月面を照らすからではないかと言われています。ターコイズフリンジを肉眼で確認することは難しいので、デジタルカメラで撮影してみましょう。地球の影の青色の縁取ちを、うまくとらえることができるかもしれません。

月食は何時から何時まで？

5月26日夜の皆既月食は、日本全国で観察できます。なお、北海道西部、東北地方西部、中部地方西部、西日本では、すでに月食がはじまり、欠けた状態の月が昇ってくる「月出帯食」となります。
各地での月食の見える時間は下の表のとおりです。月の出の時刻以外は各地で同じです。

18時45分から部分食がスタートして月は欠け始め、20時09分に皆既となります。皆既となった月は「赤銅色」と呼ばれる、赤黒い色に輝いて見えます。皆既は20時28分に終わり、その後は徐々に欠けて見える部分が小さくなっていき、21時53分に部分食が終わります。

月食の観察方法

月食は、肉眼でも観察できる天文現象ですが、双眼鏡や天体望遠鏡があると、さらによく見ることができます。

月食におすすめの双眼鏡

Vixen 双眼鏡
アスコット ZR8×42WP（W）

アウトドアにおける使い勝手を最優先に設計された双眼鏡です。倍率8倍、レンズ口径42㎜は天体観測にベストマッチなスペック。ビノホルダーHと三脚を併用することにより、安定した観察を実現します。
※ビノホルダーHと三脚は別途ご用意ください。

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月食におすすめの天体望遠鏡

CELESTRON 天体望遠鏡
StarSense Explorer LT 80AZ

見たい天体の位置を教えてくれる、「ゲーム感覚で星を探せる」人気モデル。お持ちのスマートフォンに専用のアプリをダウンロードして天体望遠鏡に装着することで、スマートフォン画面を見ながら目的の天体を探せる機能を備えています。

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半影食を確認してみよう

部分食が始まる前と終わった後は、「半影食」の状態になります。半影食では本影食ほど明るさの変化はないので肉眼ではわかりづらいですが、よく見ると、月の一部が薄暗くなっていることがわかるかと思います。双眼鏡や天体望遠鏡を使うと、半影食はわかりやすいです。また、カメラで撮影することでも、月が薄暗くなっていることがはっきりとわかります。

まわりの星空も楽しもう

満月の輝きはとても明るく、夜空の星々を隠してしまいます。しかし、皆既中は月が赤銅色に暗く輝くことから、それまで満月の光に隠されていた星がはっきりと見えてきます。
月のまわりにどんな星があるのか、ぜひ確認してみましょう。さらに双眼鏡や天体望遠鏡があれば、よりはっきりとたくさんの星を確認できるでしょう。

撮影時のおすすめアイテム

月食を撮影する際に役立つにが「赤道儀」です。赤道儀があれば、天体（月）の動きに合わせてカメラを自動的に追尾させ撮影することができます。特に、撮影用のコンパクトなポータブルタイプの赤道儀が扱いやすく、おすすめです。

月食におすすめのポータブル赤道儀

Vixen 星空雲台ポラリエU

最新モデルのポータブルタイプ赤道儀ですお持ちのカメラを搭載することで、月食などの天文現象はもちろん、星雲や星団などの淡い輝きの天体や、天の川の地上風景を写しこんだ星景写真など、さまざまな写真の撮影を可能にします。

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月食におすすめの月観察支援アプリ

Vixen Moon Book

月がいつどの方角に見えるのかを案内する「月観察支援アプリ」です。
日付と時間を指定することで、その日時の月の位置を知ることができます。
「月食表示モード」では、現在位置での月食の様子がシミュレーション可能です。
何時ごろどの方角で月食を観察できるのか、事前に確認しておきましょう。
画面左下の“月が欠けたマーク”をタップし、「2021年5月26日皆既月食」を選択すると「月食表示モード」になります。

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皆既月食の撮影月食をカメラで撮影する方法を説明します。

1. 1準備するもの

   ・カメラ(露出設定が調整できるもの)
   ・望遠レンズ
   ・三脚
   ・（星空雲台ポラリエU：ビクセンの「星空雲台 ポラリエ U」などポータブルタイプの赤道儀を使用すると、よりノイズの少ない美しい月食写真に仕上げることができます。）

2. 2カメラの設定

   1.カメラをマニュアルモードに
   「ISO感度」「F値」「シャッタースピード」を個別に設定する必要があるので、基本的にはマニュアルモードで撮影を行います。

   

   2.手振れ補正をOFFに
   三脚に固定して撮影する際、手振れ補正により誤操作が起きる場合があるので、事前にOFFにしておきましょう。

   3.ピント調整はマニュアルフォーカスで
   あらかじめ可能な限り望遠レンズの望遠側にピントを合わせておきましょう。
   カメラのライブビュー機能が使用できる場合は、できるだけ拡大した状態で月にしっかりとピントを合わせます。

   4.露出の設定(皆既月食前後)
   皆既の前後、通常の満月では以下の設定を目安とします。
   ISO感度400,シャッタースピード1/800秒,絞りF8.0
   
   ただし、今回の月食では月の出のタイミング（月の高度が低いタイミング）で月が欠けるので、撮影開始時はこれよりも少し明るい設定で撮影すると良いかもしれません。
   月の高度が低い時間帯は、明るい設定で撮影することをおすすめします。
   
   実際に欠け始めると月の明るさも変化するので、露出も少しずつ調整が必要です。
   上記の値から、ISO感度800,シャッタースピード1/200秒,絞りF6.3くらいの間で調整しつつ、撮影してみましょう。
   
   撮影した画像を確認してより明るく撮りたい場合は、「ISO感度を上げる」「F値を小さくする」「シャッタースピードを遅くする」のいずれかの設定変更を行います。ただし、シャッタースピードが遅すぎると像ぶれる可能性が高くなるので、遅くなり過ぎないように気を付けましょう。

   5.露出設定(皆既月食中)
   皆既月食中の月はとても暗くなるため、以下の設定を目安に撮影してみましょう。
   ISO感度3200,シャッタースピード1/5秒,絞りF6.3

   ☆「ポラリエU」などの赤道儀を使うと月の動きに合わせて追尾して撮影できるため、さらに遅いシャッタースピードでも撮影可能になります。
   赤道儀使用時は以下の設定を目安に撮影してみましょう。
   ISO感度800,シャッタースピード2秒,絞りF8

月食におすすめのポータブルタイプ赤道儀

Vixen 星空雲台
星空雲台ポラリエU

ポラリエUは気軽に持ち歩けるコンパクトな自動追尾装置。天体の日周運動に合わせてカメラを動かし、長時間の露出でも星を点像としてとらえることができます。月モードも搭載されているので月食の撮影にも力を発揮します



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3. 3応用編

   天体望遠鏡『FL55SS鏡筒』の特設ページでは、月と景色を撮る方法について紹介しています。月食と景色の撮影に挑戦してみてはいかがでしょうか？詳しくはこちらから



月食におすすめの天体望遠鏡

Vixen 天体望遠鏡
FL55SS鏡筒

フローライトレンズを搭載した大変コンパクトなフォトビジュアル鏡筒です。
焦点距離300mmと非常に短焦点で望遠レンズとしても活躍します。








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測ってみよう

地球はほんとうに丸い？地球から月までの距離は？月食の観察で確かめてみよう！

出典：大西浩次（長野工業高等専門学校）月食観測による月までの距離測定月食から科学する

1.地球が球形であることを体感しよう

皆さんは、地球が球形だと言うことを学校などで習っていると思います。
でも、どのようやってこのことを自分の目で確かめられるでしょうか。
ひとつの方法は月食の観測から確認できます。これから、月食で地球が球形であることを確かめる方法をご紹介します。

下のイラストは、月食時のスケッチの様子です。
この月食の時の太陽、地球、月の位置関係は図1のようになっています。

このように、月食時の「円弧に欠けた部分」は、地球の本影の影が月面に映っている様子です。
紀元前350年頃、アリストテレスは月食の時の月面に映る地球の影が「いつでも」円弧を描いているのを見て、「地球は球形である」と考えました。皆さんも、月食を見たとき、この影の形から地球が球形であることを「体感」してみてください。

2.地球から月までの距離を計算してみよう

ところで、図１を見ると地球の影は平行でなく斜めになっています。
通常、「太陽光線はほぼ平行と考えて良い」と考えられますが、太陽の見かけの大きさを無視することはできません。そのため、図１のように、太陽の上のほうからの光線と下のほうからの光線が傾いており、地球の影は、収束するコーン状の影（本影）と拡散するコーン状の影（半影）が出来ます。
月食時に見える地球の影は、収束する影（本影）を月で投影して見ています。さてここで、実際の地球の大きさと投影された影の大きさの関係はどうなっているのでしょうか。

このことを考えるヒントは、日食の状況にあります。日食とは、太陽が月に隠される現象です。ところで、地球から見ると、太陽と月の見かけの大きさは偶然ほぼ同じきさに見えます。

また、皆既（金環）日食になる領域が非常に狭いという事実を考えると、日食時の月の影の収束点がちょうど地球上にあると考えてよいことが分かります。
すなわち、地球と月の間の距離dで、ほぼ、月の大きさ1個分に相当するだけ影の大きさが小さくなっているわけです。

この日食をヒントにすると、地球の本影の収束の様子がわかります。
すなわち、月－地球間の距離dで、地球の影の直径は、ちょうど月の直径分だけ縮小しているはずです。
これより、月面に写る地球の本影の大きさから、月のサイズがわかります。
古代ギリシャ時代の紀元前280年ころ、アリスタルコスは、月食のときに映る地球の影の大きさを測って、月の直径が地球の直径の約1/3の天体であると推定しました。このことと、月の見かけの大きさが約0.5°であることを使って、月までの距離を求めました。
日食の状況を考慮すると、月の直径が地球の約1/4の天体であることが分かります。
これらの考察結果を使って、実際に月までの距離を求めてみましょう。