フレデリック・ウィリアム・ハーシェル（1738–1822）天王星発見の天文学者・作曲家
フレデリック・W・ハーシェル—天王星発見の天文学者、望遠鏡製作と赤外線発見の先駆者であり、作曲家としての音楽業績も併せて紹介。
サー・フレデリック・ウィリアム・ハーシェル（Sir Frederick William Herschel FRS、1738年11月15日～1822年8月25日）は、ドイツ系イギリス人の天文学者で、当代随一の観測型天文学者です。1781年に天王星を発見したことで知られている。また、赤外線や連星を発見し、星や星雲の重要なカタログを出版している。ハーシェルは、当時の世界最大の望遠鏡を含む多くの望遠鏡を製作した。
ハーシェルは若い頃、音楽家としても活躍していた。チェロ、オーボエ、ハープシコード、オルガンなどを演奏していた。彼は24の交響曲と多くの協奏曲を含む数多くの音楽作品を作曲し、また教会音楽も作曲した。
生涯の概略
フレデリック・ウィリアム・ハーシェルはドイツのハノーファーで生まれ、若いころにイギリスへ移住して姓を英語形のWilliam Herschelとして活動しました。イギリスでは音楽家・指揮者としての経歴を積み、やがて自ら望遠鏡を作り始めることで天文学への転身を果たしました。1781年3月13日に新しい惑星（後に天王星と呼ばれる）を発見して以来、一躍有名になり、同年に王立協会（FRS）に選出されました。その後も観測と望遠鏡製作に生涯を捧げ、1822年に亡くなるまで重要な成果を次々にもたらしました。
主要な業績
- 天王星の発見（1781年）：肉眼で見える範囲の位置にある未知の天体を望遠鏡で捉え、最初は彗星かと考えられましたが、その軌道解析により太陽系の新しい惑星であることが判明しました。当時は王ジョージにちなんで「Georgium Sidus」と呼ばれることもありました。
- 赤外線の発見（1800年）：プリズムで分光した太陽光のスペクトルの赤外側に可視光よりも熱をもたらす領域があることを温度計で確かめ、目に見えない「赤外線（invisible light beyond red）」を発見しました。これが後の赤外線天文学・物理学に繋がります。
- 連星（双星）の研究：多数の連星・連星候補を観測し、連星が重力的に結び付いた系である可能性を示唆しました。この研究は恒星の質量や運動を考える上で重要でした。
- 星雲・星団のカタログ化：自作の大口径望遠鏡を用いて多数の星雲や星団を観測し、分類・カタログ化しました。その成果は後の系統的な天体カタログ作成の基礎となり、息子ジョン・ハーシェルらにも受け継がれました（報告された対象は約2500個に及ぶと言われます）。
- 大型望遠鏡の製作：自身で磨いた鏡と工作技術により次々と反射望遠鏡を製作しました。特に有名なのが焦点距離約40フィートの大型反射望遠鏡（「40フィート望遠鏡」）で、当時としては世界最大級の光学望遠鏡でした。こうした機材により、当時の観測限界を飛躍的に広げました。
観測方法と影響
ハーシェルは系統的な走査観測（sky survey）を行い、記録の正確さと繰り返し観測による確認を重視しました。観測記録の蓄積と分類を通して、天文学が単なる個別発見から体系的な学問へと成熟するのに大きく貢献しました。また、望遠鏡設計や鏡面研磨技術の改善は後続の天文学者たちに多大な影響を与え、近代天文学の発展を促しました。
音楽家としての経歴
ハーシェルは若年期に音楽で生計を立て、イギリスのバースやロンドンで演奏家、指揮者、作曲家として活躍しました。チェロやオーボエ、ハープシコード、オルガンなどを演奏し、教会音楽やオーケストラ作品を手がけました。彼の作曲は古典派的な様式に属し、交響曲や協奏曲（交響曲は24曲前後とされる）を残しています。音楽家として培った技術や手先の器用さが、望遠鏡製作や精密な観測に役立った点も注目されます。
家族と弟子たち
観測やカタログ作成には妹のキャロライン・ハーシェル（Caroline Herschel）や息子のジョン・ハーシェル（John Herschel）が重要な役割を果たしました。キャロラインは多くの観測補助や独自の彗星発見で知られ、ジョンは父の遺志を継いで19世紀の天文学発展に貢献しました。ハーシェルの観測ノートや方法論は、多くの弟子や同時代の観測者に影響を与えました。
栄誉と死後の評価
1781年の天王星発見後、ハーシェルは瞬く間に国際的な名声を得て、王立協会への選出や王室からの支援を受けました。生涯を通じて観測と発見を続け、1822年に亡くなりました。彼の業績は、天文学だけでなく光学や観測機器の分野にも大きな遺産を残し、現在でもハーシェルの名は多くの天体（例：ハーシェル望遠鏡やハーシェル衛星など）や研究に引用されています。
フレデリック・ウィリアム・ハーシェルは、音楽家としての出発から独学で望遠鏡製作と系統観測に転じ、観測手法と機器の両面で近代天文学へ大きな道を開いた人物です。
ウィリアム・ハーシェル（William Herschel
初期の人生
ハーシェルは、ハノーファー選帝侯国で10人の子供の1人として生まれた。父はユダヤ系で、ハノーファー軍楽隊のオーボエ奏者であった。1755年、ヴィルヘルムと弟のヤコブがオーボエ奏者として従事していたハノーファー衛兵連隊がイギリスに派遣されることになった。当時、イギリスとハノーファーはジョージ2世のもとで統一されていた。翌年、兄弟は衛兵隊を辞め、七年戦争を避けるためにロンドンに移った。p4この時、19歳だったヴィルヘルムは、すぐに英語を覚えた。イギリスでは、自分の名前の英語版であるフレデリック・ウィリアム・ハーシェルを名乗っていた。
天文学
ハーシェルは音楽をきっかけに、数学やレンズに興味を持つようになった。1773年以降、天文学への興味が強くなり、イギリスの天文学者ロイヤル・ネヴィル・マスケリンと知り合いになった。反射式望遠鏡を自作するようになり、金属製の主鏡を1日16時間もかけて研磨していたという。
Uranus
天王星を発見したとき、ハーシェルは惑星を探していたのではなく、星の調査をしていたのであり、それは偶然の発見であった。
これは、古代から続く新しい惑星の発見である。最初の5つの惑星、水星、金星、火星、木星、土星は、肉眼で見ることができ、初期の歴史から知られていました。天王星は望遠鏡で発見された最初の惑星である。実は、天王星は望遠鏡を持った他の観測者によって以前から見られていたが、海図には恒星として記されていた。ハーシェルは、天王星が星々を背景に動いているのを発見し、最初は彗星だと思っていた。その測定結果をもとに、フランスの数学者ピエール・ラプラスが天王星の軌道を計算し、惑星であることを証明したのである。
ハーシェルは、この新しい惑星をジョージ3世にちなんで「ジョージアの星」（Georgium sidus）と呼んで好評を博したが、この名前は定着しなかった。しかし、この名前は定着しなかった。英国王への言及を極力避けていたフランスでは、「天王星」という名前が一般的に採用されるまで、この惑星は「ハーシェル」と呼ばれていた。同年、ハーシェルはコプリー・メダルを授与され、王立協会のフェローに選ばれた。1782年には「王の天文学者」に任命された。国王から多額の賞金を得たことで、音楽家としての仕事をやめ、天文学に専念することができた。授与されたのは、ハーシェルには年200ポンド、キャロラインには年50ポンドの終身年金であった。また、40フィートの望遠鏡の製作も国王からの助成金によって支えられた。 p6
ハーシェルの望遠鏡
ハーシェルは、400台以上の望遠鏡を製作した。弟のアレクサンダーは、キャロラインと同様、ハーシェルの助手として働いていた。
彼の望遠鏡の中で最大かつ最も有名なものは、直径48インチ（1.2m）の主鏡と40フィート（12m）の焦点距離を持つ反射式望遠鏡でした。1789年から50年後に解体されるまで、世界最大の望遠鏡であった。p6鏡は「スペキュラム」と呼ばれる錫と銅の硬い金属合金でできており、彼はこれを手で磨いた。
1789年8月28日、この観測装置を使った最初の夜に、土星の新月を発見しました。その後、観測開始から1ヶ月以内に2つ目の月を発見した。しかし、40フィートの望遠鏡は使い勝手が悪く、彼の観測のほとんどは、より小型の18.5インチ（47cm）20フィート焦点距離（6.1m）の反射鏡で行われた。
彼は望遠鏡を作る仕事を続け、他の天文学者に多くの望遠鏡を売った。国王からの年金と合わせて、そのお金で彼と2人の兄弟の仕事を支えた。
スターカタログ
ハーシェルは、妹のキャロライン・ハーシェルと一緒に仕事をしていた。妹はハーシェルが行った観測を記録していた。1783年、ハーシェルはキャロラインに望遠鏡を与え、キャロラインは彗星をはじめとする天文学的な発見をするようになった。
キャロラインは、8つの彗星と3つの星雲を発見し、兄の提案により、フラムスティードの星の位置に関する研究を更新・修正した。これは「英国星のカタログ」として出版された。この功績により、彼女は王立天文学会から表彰された。また、キャロラインは引き続き彼のアシスタントを務めた。
連星
ハーシェルは、いくつかの視線方向に見える二重星が、実際には2つの星がお互いに回転している真の連星系であることを初めて発見した。これは、ニュートンの重力の法則が太陽系外でも通用することを示す最初の証拠となった。ハーシェルは850個の連星を発見し、最初の連星カタログを作成した。ハーシェルの息子であるジョン・ハーシェルは、さらに多くの星を発見し、カタログを拡張していった。
太陽系と天の川
ハーシェルは、太陽系に対する星の位置の変化を研究しました。変化は実際に起きており、近くの星ではかなり急激に変化しています。また、太陽系全体が動いていることも、ハーシェルが発見しました。
星の固有の動きを研究し、太陽系が宇宙を移動していることを世界で初めて認識した。また、天の川の構造を調べ、天の川は円盤状であると結論づけた。また、天の川の構造を調べ、それが円盤状であると結論づけた。これも本当に大きな発見でした。
赤外線の発見
1800年2月11日、ハーシェルは太陽の斑点を観測するために、太陽用のフィルターを試していた。赤いフィルターを使うと、熱がたくさん発生することがわかった。
ハーシェルは、太陽光をプリズムに通し、温度計を可視スペクトルの赤い端のすぐ先に持っていくことで、赤外線を発見した。この温度計は、部屋の周囲の空気の温度を測るためのコントロールとしての意味を持っていた。この温度計は、部屋の空気の温度を測るためのものだったが、可視スペクトルよりも高い温度を示したとき、彼はショックを受けた。さらに実験を重ねるうちに、ハーシェルは「可視スペクトルの先には、目に見えない光があるはずだ」と考えた。
ハーシェルが天王星を発見した望遠鏡のレプリカ（バースのウィリアム・ハーシェル博物館所蔵
40フィート（12m）の望遠鏡
6光年の距離にあるバーナード星、1985年から2005年までの5年ごとの位置を示す。
家族と死
ウィリアム・ハーシェルと妻メアリーの間には、ジョンという一人の子供がいた。1816年、ウィリアムは摂政皇太子からロイヤル・ゲール勲章の騎士の称号を与えられた。
ハーシェルは、バッキンガムシャー州スラウのウィンザー・ロードにあるオブザーバトリー・ハウスで亡くなり、近くのセント・ローレンス教会（アプトン）に埋葬されている。彼は84歳で亡くなったが、これは天王星が太陽の周りを回るのにかかる年数と同じである。彼の息子、ジョン・ハーシェルも有名な天文学者となった。姉のキャロラインは、兄の死後、ドイツのハノーファーに戻った。1848年1月9日、97歳で亡くなった。
彼が多くの望遠鏡を作り、天王星を初めて観測したサマセット州バースのニュー・キング・ストリート19番地にある彼の家は、現在、ハーシェル天文学博物館として公開されている。
質問と回答
Q: フレデリック・ウィリアム・ハーシェルとは誰ですか?
A: フレデリック・ウィリアム・ハーシェルはドイツ系イギリス人の天文学者で、当時最も偉大な観測天文学者と考えられていました。
Q: フレデリック・ウィリアム・ハーシェルは何で有名ですか?
A: フレデリック・ウィリアム・ハーシェルは、1781年に天王星を発見したことで知られています。
Q: ハーシェルは他にどんな天文学的発見をしましたか?
A: ハーシェルは赤外線や連星も発見し、星や星雲の重要なカタログを出版しました。
Q: 若い頃、ハーシェルはどんな楽器を演奏していましたか?
A: 若い頃はチェロ、オーボエ、チェンバロ、オルガンを演奏していました。
Q: ハーシェルが作曲した音楽作品の数は?
A: ハーシェルは、24曲の交響曲、多くの協奏曲、教会音楽など、数多くの音楽作品を作曲しました。
Q: ハーシェルは望遠鏡を作りましたか?
A: はい、ハーシェルは当時世界最大の望遠鏡を含む多くの望遠鏡を作りました。
Q: ハーシェルはどのような職業団体に所属していましたか?
A: ハーシェルは英国王立協会のフェローでした。
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