流星電波観測(ＨＲＯ)で計測をしているデータを眼視観測と同様に「ＺＨＲ」として表現することが可能となれば、活用範囲が広がり日々計測している意義も大きくなる。ＨＲＯを「ＺＨＲ」として表現できる手法を試行しているので下記に報告をする。
現在、複数のＨＲＯデータを平均化する方法として「流星活動レベル」が確立している。それを「個数」に変換をして輻射点高度の補正をすることで、眼視観測のようにＺＨＲとして扱うことができる。
散在流星は同じ時刻であれば、確率的に本来同じ数値となるはずである。しかし、実際にはＨＲＯの受信機の感度や音量の強弱などによって、個々に異なっているのが実状である。各個所の数値を同じにすることは難しく、たとえ同じにする手法が確立されても、日々変化している受信機の感度などを一定に維持していくことは、とても現実的とは言えないであろう。従って計測後の処理として、各個所で得たデータを“強制的”に同じ数値にすることで平均化が可能となる。
Fig−１は、２日間３個所の散在流星の変化である。それぞれの平均値は、「１１」「３３」「５５」となっている。一見独立したグラフに思えるが、それぞれの平均値を「１」に変換すると一つに重なりFig−２のグラフとなる。Fig−３は、それに「３１」を掛けることで「6.5等星まで見える空」に換算したこととなる。（詳細は後述）
ＨＲＯの算出方法は、基本的には眼視観測と同様である。眼視観測での主要な手順は、
［散在流星の除去］⇒［6.5等級補正 (雲量補正と最微光星補正)］⇒［輻射点高度の補正］⇒［平均化］
でＺＨＲを求めている。眼視観測での散在流星の除去は、観測中の肉眼によって選別している。それに相当するＨＲＯの手順としては、
［受信感度補正］⇒［6.5等級補正］⇒［散在流星の除去］⇒［輻射点高度の補正］⇒［平均化］
となる。最初に異なる受信感度を同じにして眼視観測の6.5等級相当に補正する手順とすることで、その後の処理を容易としている。
３．具体的な方法
(1) 受信感度補正
流星群の影響が少ない直近の１０日間の観測データを平均して、各個所の「受信感度」の値(d1)を求める。観測データをd1で除算することで各個所の平均値が「１」となり、受信感度が同等となる。
(2) 6.5等級補正
１時間毎の観測データを下記の式に当てはめて「6.5等級」相当の値(ＨＲ6)を求める。
ＨＲ6＝ＨＲ÷ｄ1×ｄ0 ＨＲ；ある時間の計測値 ｄ0；基準値(6.5等級に近似)
Fig−４は、２０１０年のペルセウス座流星群の活動が始まる直近の１２個所のＨＲＯデータである。４時付近のピーク時では受信感度の違いにより「１０」から「３５」までのバラつきがある。
Fig−５は、眼視観測の6.5等級相当に補正したものである。８月の散在流星は「６０」程度となっている。
(3) 散在流星の除去
流星群の活動期間中の観測データについても散在流星の算出と同様な方法により6.5等級相当に変換するとFig−６のＨＲ6となる。
ＨＲ6を「散在流星の値」(Fig−６のSpor)で除去して眼視観測のＣＨＲ相当の値を求める。
(4) 輻射点高度の補正
２０度以上の輻射点高度を有効データとして下記の式に当てはめて補正をし、１時間毎の「推定ＺＨＲ」を算出する。(Fig−６のＺＨＲ_r)
ＺＨＲ_r＝（ＨＲ6−Spor）÷sin(h) (h)；輻射点高度
(5) 平均化
各地の観測データについて上記の(1)〜(4)項を適用して、それぞれのＺＨＲ_rを算出する。全部のＺＨＲ_rを合算・平均することで精度の向上が図れる。
(6) ２４時間の観測網
海外のデータについても上記の(1)〜(4)項と同じ手順を実行し、平均化することで、２４時間の連続した観測結果が得られる。Fig−７は、Fig−６と同じ期間を太陽黄経で表示し世界集計したものである。参考にＩＭＯ発表のＺＨＲも表示してある。
(7) 活動状況の把握
輻射点高度が高い４時間程度のＺＨＲ_rを平均して１日毎のＺＨＲ_rとすると、ＺＨＲの小さい初期から精度を上げて表現できる。これにより、活動の全体を把握することが可能となる。(Fig−８)
４．基準値d0
散在流星は、年間を通して一定とはなっていない。そのため、ＺＨＲ_rを算出するのに重要な基準値d0も変動している。１.項の「３１」は、８月中旬における経験値である。当初、基準値が不明だったため、眼視観測の集計結果(内山茂男氏の提供資料)のＺＨＲと近似させる方法で経験的に求めていた。
その後、複数の時期の基準値が得られ、その結果Fig−９の近似グラフを得た。(注１)
(1) 設備誤差の排除
ＨＲＯの計測は機械的に実施しているにもかかわらず、時として異常に突出している場合がある。それが、３.(1)項「受信感度」の基礎データ内(１０日間)に存在すると、値(d1)が増加し結果的に見かけ上ＺＨＲ_rが減少してしまうため、突出している値を除去している。
(2) 散在流星補正
３.(1)項「受信感度」の１０日間は散在流星のみが理想的である。「ペルセウス座流星群」のように８月上旬では「みずがめ座流星群」や既に本体の流星群の活動が始まっていることがある。そのため、「受信感度」の基礎データ内(１０日間)に流星群の値が混入することとなる。そのような場合は、３.(4)項「輻射点高度の補正」の時点で、その混入分を加算することで実際の値に近づけている。(注２)
(3) 輻射点高度の補正
南中時の輻射点高度が７０度以上となる流星群では、輻射点の高度が低くなると過修正となるため、軽減して精度の向上を図る。(注３)
今まで各個所で観測をした単独のデータでは誤差が大きくなりっていたが、各データを合算して平均化することで、眼視観測に似た波形を得ることができた。眼視観測のＺＨＲと重ね合わせることで、天候や月の影響で眼視観測が難しい時にも、ＺＨＲを推測できるようになった。また、眼視観測が不可能な昼間流星群の全体像も明らかにできるようになった。
今後、細部の問題点に対して改良を重ねることで精度の向上を図り、小流星群の観測も可能としたい。検討しなければならない内容を下記に列挙する。
(1) 眼視観測値との違い
流星群の集計結果では、眼視観測の数値より明らかに多くなっている場合があり、一見異なったグラフとなるときがある。天頂効果による減少以外ではＨＲＯの方が多くなっている傾向がある。「ふたご座流星群」では、極大時間が毎年９時間程度早まっている。これは、内山茂男氏の研究発表による「ﾎﾟｲﾝﾃｨﾝｸﾞ・ﾛﾊﾞｰﾄｿﾝ効果」の影響と思われる。ＨＲＯでは、肉眼が認知するより暗い流星を多く検出していると思われるが、詳細は不明である。
(2) 天頂効果の対応
輻射点高度が７０度以上となると天頂効果が現れやすくなる。当初は機械的な補正を試みていた。しかし、「ふたご座流星群」のように南中時の輻射点高度が９０度近くとなる流星群では、天頂効果が顕著となり全体の１〜２割まで低下するため、補正が難しくなっている。“補正率”などの手法を確立して、ＨＲＯデータを有効に活用したい。
(3)海外のデータ
国内で使用している基準値d0を海外にも適用するとＺＨＲ_rが小さくなって、平均化するのが難しい場合がある。特に北米地域の集計で多いが原因は不明である。
(注１) Fig−９の集計結果のグラフは、延べ８１０ヶ月のＨＲＯデータを対象として、最も流星群の影響が少ない１５〜１９時台を５日間毎に合算・平均して１年間の総合的な流星の変化を求めている。６月の昼間流星群や１２月の「ふたご座流星群」が混入しているが、年間の散在流星の全貌が把握できる。
(注２) 例えば、「ペルセウス座流星群」での加算は、１４個程度と多くなっている。「しぶんぎ座流星群」での加算は、「０」である。
(注３) 最大輻射点高度が７０度以上の流星群では、過去の集計データから下記の近似式を導いて過修正を補正している。３.(4)項「輻射点高度の補正」の式で補正係数ｎを輻射点高度(h)の指数として使うことでＺＨＲ_r求めている。
ｎ＝2.369−0.0209×(ｈ) ｎ；補正係数 (h)；輻射点高度