太陽を見る時に覚えておいてほしいこと

日食の話をしましょう。2012年5月21日に日本全国で金環日食が見られます。国内で見られる日食としては2009年以来約3年ぶり、これほど広い範囲で見られるのは数百年ぶりの機会です。どこでどんなふうに見られるか、どうやってみたらいいのかについてはあちこちに沢山解説があるのでそちらに譲ります。
ref. 2012年5月21日 金環日食 (国立天文台)
ref. 「金環日食2012」特設サイト (アストロアーツ)

ここでお話したいのは日食の観察の時に気をつけなくちゃいけないことの方です。もう聞き飽きているかもしれませんが、せっかくなので少し違う話をしたいと思います。

日食の解説をしているサイトにも注意事項が沢山乗っていますよね。あれをしちゃダメ、これをしちゃダメ…色々書いてありますが、でもなんでダメなんでしょうか?それは太陽の光と人間の目の性質に深い関係があります。今からするのはそういうお話です。

金環日食と皆既日食

そのまえに、今回おきる金環日食の見え方について少し説明しておきましょう。ご存知の通り日食というのは月が太陽の前を通る現象ですが、金環日食というのは太陽より月の方が微妙に小さい状態のことです。金環日食では太陽は完全には隠れません。太陽観測メガネ越しに見ると、太陽がリング状になります。こんな感じ。

Image: sancho_panza (CC-BY)

一方で月が太陽を完全に覆い隠すのは皆既日食。2009年に日本の南方でおきたのはこちらです。こんな感じです。

Image: Zeinab Salarvand (CC-BY)

金環日食では太陽が完全には隠れないので、皆既日食の時のように食が最大の時でも周りが暗くなったりはしません。人間の目は明るさに順応するので多分知らなければ外にいても日食がおきていることには気付かないでしょう。太陽の周りを覆うコロナも見えませんし、日食中はずっと太陽観測メガネが必要です。前回、2009年の皆既日食の様子を想像していると、たぶんかなり感じが違います。食が最大になったり、コロナが見えなかったりしても、絶対に観測メガネを外しちゃダメです。

なぜ太陽を直接見てはいけないのか

さて、本題に入りましょう。覚えておいて欲しいことは2つ。太陽を見るときに気をつけなければいけないことは、ほぼ全てこの2つがその理由です。

  1. 太陽を見るのは虫眼鏡で光を集めるのと同じ
  2. 太陽は目に見えない光を沢山出している

子供の頃、虫眼鏡で太陽の光を集めて遊んだことがありますよね。黒い紙に光を集めて穴を開けたり燃やしたりしたのを覚えていますか?おおざっぱに言えば太陽を見るというのはあれと同じです。人間の目には水晶体というレンズの役割をする組織があります。人間の目はこの水晶体で目の後ろにある網膜という組織に光を集めることでものを見ています。当然、太陽を見ると水晶体で集められた光が、網膜の上の一点に集まります。小さいとはいえ水晶体は立派なレンズですから、理屈としては虫眼鏡と同じです。

確かに水晶体は小さいですが、太陽の光の強さをバカにしちゃいけません。太陽を直視するとわずか1秒程度でも目の組織が損傷を受けるとも言われています。実際に、日食の観測や宗教的な行事で裸眼で太陽を直視していた人に、視力が低下したり、失明したりという例があるそうです。多くは一時的なものですが、障害が残った例も報告されています1

あちこちで太陽を見るな、と言われているのはこういう理由。太陽の光というのはとても強力なんです。

なぜサングラスじゃダメなの?

とはいえ、人間は強い光を見ると苦痛を感じるようにできているので、かなり無理をしないと何秒も太陽を見ていることは出来ません(やっちゃダメですよ)。普通は眩しくてみていられないんですね。

でも、ここに落とし穴があるんです。先ほどの2つ目の理由を思い出してください。実は太陽は赤外線や紫外線といった目に見えない光も沢山出しています。でも、人間が眩しさを感じるのは可視光と呼ばれる目に見える光だけ、赤外線や紫外線はあまり苦痛を感じません。

よく日食の解説に「日食観測は下敷きやサングラスではなく専用の日食観測メガネを使ってください」と書いてあるのはこれが理由です。下敷きや写真のフィルム、煤をつけたガラスなんかは、可視光は遮りますが赤外線や紫外線は通してしまうんです2 。一見暗くなっているので大丈夫そうですが、太陽の光に対してはザルで水を掬うみたいなものです。穴だらけ。

これが可視光ならば眩しくて目を細めたり、目をそらせたり、目の中の虹彩と呼ばれる組織がきゅっと縮まって入ってくる光を最小限にしたりします。でも、赤外線や紫外線はあまり眩しさを感じさせないので、こういう反応が起きにくいんです。逆に、サングラスや下敷きを使うと視界が暗くなって、瞳が大きく開かれ、苦痛を感じない分長く見られてしまいます。

これが大変危険な状態なのは想像がつきますよね。もし指先が苦痛を感じなければ、火を扱うたびに気づかずに大やけどをしてしまうでしょう。大げさにいえばサングラスや下敷きで太陽を見るというのはそういうことです。

ちょっと気をつけた方がいいのはカメラ用の減光フィルター、あれはカメラのフィルムやセンサー用に作られているので結構紫外線や赤外線を通します。専用品だからといって人間の目に適しているとは限りません。フィルターはちゃんと説明書を読んで適した用途のものを使って下さいね。

というわけで、日食を見るときは必ず太陽観測グラスを使ってください。絶対に裸眼で見ないように3

太陽を写真に撮るときの注意

さて、せっかくの機会だから写真に撮って残したい、と思っている人も多いでしょう。でもこれ、目で見る時より気をつけなくちゃいけないことが沢山あります。

もういちど虫眼鏡の実験を思い出してください。レンズが大きければ大きいほどたくさんの光を一点に集めることができます。たとえば人間の瞳のサイズは5mmくらい、カメラのレンズが50mmだとすれば面積はちょうど100倍。これは100倍たくさんの光を集めることができるということです。

今度は比喩ではなく本当に虫眼鏡で光を集めるのとまったく同じ。光が集まった先に何があるのかよく考えてください。

双眼鏡、望遠鏡、一眼レフやコンパクトデジカメのファインダーなどは絶対に覗いてはいけません。裸眼で見るよりずーーーっとずーっと危険です。望遠鏡やカメラの画角は小さいので、ついファインダーを覗きながら探してしまいそうですが、絶対にやめてください。一瞬でもとても危険です。場合によっては眩しいと感じている暇もないかもしれません。

太陽観測メガネをかけていてもダメです。これ、実はものすごく危ないんです。多くの観測メガネの遮光フィルムは熱に弱い樹脂製です。しかも色は黒。おそらくレンズで集められた太陽の光とその熱で簡単に穴が開いてしまいます。そうなったら裸眼で直接レンズを覗きこむのと同じです。絶対やっちゃダメです。

たとえ穴があかないとしても、観測メガネは裸眼でちょうどいいように作られているので、レンズで集められた光に対してはまるで性能が足りません。なにしろ100倍ですからね。

Image: @ALUMII

日食グラスをレンズの先にあてがうのもおすすめしません。先程も言ったように、日食グラスはせいぜい直径数ミリの人間の瞳のサイズに合わせたものなのでカメラのレンズ越しでは性能が足りませんし、それに万が一ずれたりしたらとても危険です。

じゃあ直接見なければいいかというと、フィルターを付けずにカメラを太陽に向けると、太陽の光はセンサーやシャッターの上に集まります。当然かなりの高温になりますから精密機器は壊れてしまうかもしれません。望遠鏡でもフィルター無しで長時間太陽に向けていると接眼レンズが壊れてしまうことがあります。太陽の光というのはそれぐらい強いんです。

できれば、カメラで太陽を撮影するためのに専用のフィルターがあるので、それを使うことをおすすめします。もちろん、撮影の際には絶対にファインダーを覗かず、液晶画面で画角を決めてください。先ほどの話を少し思い出して下さい。カメラの減光フィルターの中には赤外線や紫外線を通してしまうものがあります。フィルターをつけているからといって、むやみにファインダーを覗かない方がいいです。

そうそう、太陽にカメラを向けるときは、たとえファインダーから目を外した状態でも裸眼で太陽を見ないように気をつけてくださいね。カメラを覗かずにちゃんと太陽にカメラを向けるのはけっこう難しいです。撮影に慣れた人に聞くと影を使ってカメラの向きを決めるのがコツとのこと。三脚に固定し、レンズをまっすぐ太陽に向けるとレンズの影が本体に落ちなくなります。これを利用してカメラの向きを決めるといいそうです。

太陽の撮影はなかなか大変です。機材も色々いりますし、特別なノウハウやテクニックも必要です。カメラでの撮影は慣れた人に任せるのがいいかもしれません。折角のチャンスですから、太陽観測メガネ越しに自分の目で見るのもいいんじゃないでしょうか。

日食メガネを使ってみましょう

さて、太陽観測メガネはもう手に入れましたか?もし手元にあるならば、本番までしまっておいたりしないで予行演習をしましょう。外に出て掛けてみてください。まずはいきなり太陽を見ないで周りを見てみましょう。ちゃんとしたメガネなら晴れている日に外に出てもほとんどまっ暗で何も見えないはずです。

そりゃそうですよね、あれだけ強い太陽の光を直接見ても大丈夫なくらいまで暗くするフィルタですから、普通の風景はぜんぜん見えません。視界もかなり狭いです。かけたまま移動は出来ませんね。転んだりしたらかなり危なそうです。車道や足場が不安定な場所で見るのは止めたほうがいいかもしれません。屋上なんかで見る人は足元に充分気をつけてくださいね。

さて、ここでちょっと困ったことがあります。実際にやってみれば分かりますが、そのままの状態では太陽がどこにあるかわかりません。だからといってメガネを外して太陽を探しちゃダメです。何度も書いている通り裸眼で太陽を見るのは危険です。じゃあどうすればいいでしょうか?たとえばこういうやり方です。

地面に落ちる自分の影を見て下さい。太陽は影が落ちている方角の真反対にいます。そして、あなたの頭とあなたの頭の影を結ぶ線を延長した先に太陽があります。だいたい位置がわかりましたか?では、足元を見ながら自分の影が自分の真後ろに来るように立ちましょう。太陽は正面にあるはずです。まだ顔を上げちゃダメですよ。下を見たまま観測メガネを付けます。そこから観測メガネをしたまま顔を上げれば太陽が視界に入ってくるはずです。慣れれば簡単ですが、ちょっとコツが要りますね。

そうそう太陽観測メガネといっても遮光は完全じゃありません。あまり長時間連続してみないように、長くても2、3分を目安に目を休ませてあげてください。大丈夫、日食とはいえいきなり欠けたりはしません。1、2分休んでも見た目は殆ど変わらないはずです。

さて、長々と書きましたが、まとめればこういうことです。

  • 太陽を見るときは、必ず太陽観測メガネを使ってください
  • たとえ太陽観測メガネを付けていても、カメラのファインダーや双眼鏡を覗いたりしないで下さい
  • 観測や撮影をするときには、太陽を直接見ないように手順などにも十分注意してください

ここまで読んで下さったのなら、これが当たり前だということはもうお分かりですよね。そして、それにちゃんと理由があることも。理由がわかっていれば、何に気をつければいいかもわかるはずです。色々脅し文句を書きましたが、太陽を見るのはなかなか楽しい体験です。ちゃんと観測メガネの使い方がわかっていれば、さほど危険ではありません。またとない機会です、是非楽しんでください。

そうそう日食メガネは捨てないでくださいね。次の日食は随分先ですが、今年の6月6日には金星が太陽の前を通る日面通過という現象もあります。観測メガネがあれば肉眼でも見えるはずです。時々肉眼で見えるほど大きな黒点が出ることもあります。

そういう特別なイベントじゃなくても、たまにメガネを引っ張り出してぼーっと眺めるのもなかなか楽しいです。あそこに見えているのが地球に一番近い恒星です。とても身近な星ですが、なにしろやたらと明るいので直接見る機会はなかなかありませんからね。

さて、後は当日が晴れるのを祈るだけです。天気がいいといいなあ。

追記

これは太陽に向けた双眼鏡の後ろに紙コップを掲げるデモンストレーションです。この感じだとおそらく樹脂製の観測メガネは一瞬ですね。

こちらは倉敷科学館さん制作のビデオ。観測メガネへのテスト映像もありますが、大きめの望遠鏡での実験とはいえ、予想通りの結果ですね。

追記

どうやら遮光効果が不足している太陽観測メガネが販売されているようです。いまいちど購入した製品が安全なものかどうかをチェックすることをお勧めします。

  • 室内の蛍光灯を見て、一見して明るく、形がはっきりと見える製品は避ける
  • 透過率は可視光線で0.003%以下、赤外線で3%以下を目安に
  • LEDライトなどの強い光にかざした時に、ひび割れや穴が確認できるものは避ける

詳しくは下記のサイトなどを参照して下さい。

ref. 2012年金環日食日本委員会
ref. 日食観察&撮影時に「忘れちゃだめ」なこと。 – Togetter

Reference

  1. その時大丈夫でも数時間から数日たってから症状が出る例もあるので、もし異常を感じたらお医者さんにいってくださいね
  2. 昔は太陽観測メガネなんてなかったじゃないか、という方もいらっしゃるかもしれません。おっしゃるとおり、今から思えば随分危ないことをしていたものです。今は日食メガネを使ったほうがいいということで専門家の意見も一致しています。安全に越したことはないですからね
  3. ピンホールカメラの原理を利用して壁面に映したり専用の投影板を使う方法もあります。こちらはより安全ですが、ここでは最も普及していると思われる太陽観測メガネを使う時の注意点について説明します。こうした方法については本稿末尾の参考資料などを参照して下さい。