★005【星空案内人】さあ、はじめよう1-4

理科という教科で扱われる天文分野

小学校では二年生の生活単元(理科と社会にかわるもの)で、方位について学びます。

三年生の時に、太陽と影のことを学び、太陽の位置が変わるから、影の位置も変わるということを知ります。

四年生になると、星の色や動きについて学び、同時に月の満ち欠けと月の動きについて観察します。

五年生になってから、宇宙の中での地球について考え台風発生メカニズムを学び、天気予報について考えます。

六年生になると、月の満ち欠けのわけ、太陽と月の関係について考えます。

そして、中学校で日周運動と自転の関係、年周運動と公転の関係を学びます。

ところが、え?私は習っていない。という方もいると思います。教育課程が変わったのでそこは仕方ありません。ゆとり教育の期間に小・中学生だった方達の中には、北極星がどこにあるのかも知らないという人もいます。おかしなことではありません。習っていないのだから、仕方のないことです。習っていても忘れてしまう場合があります。それも、仕方のない事です。

ただ、知らないのはマズイですからいまから一生懸命勉強をする必要があります。

がんばりましょう。

星の動きと地球の自転

地球から見た星の動き

日本では、を向いて星空を眺めると、北極星のあたりを中心として反時計回りの円運動をしているように見えます。

また、を向いて星空を見ると、それぞれの星座の形と距離を保ったまま、東(ひだり)から西(みぎ)へ沈んでいくように見えます。

星が、東から西へ沈んでいくように見えたり、北極星を中心に反時計回りに動くように見えるのは、

地球が、西から東へ動いているためです。それを地球の自転と言います。

このような星の回転運動を、星の日周運動と言います。

つまり、地球の自転によって、天球上の恒星やその他の天体が毎日地球の周りを回るように見える見かけの運動の事を、日周運動と言うのです。

一時間で15°西へ動く恒星

星空を見ていると、星座の位置が徐々にずれていくのがわかります。

その訳は地球が自転しているからです。そのことを星の日周運動と言います。

360°÷24時間=15[°/時]

天の北極

 この図は、奥行きのある宇宙を地球上から眺めたときの位置関係を最も単純化して表すことのできる、一種の座標みたいなものですね。

 地球は、自転しています。その結果、観測者を中心とした球の表面に星が張り付いていてその球が回転しているように見えます。この球を天球と呼びます。

天球を地球儀に見立てた時、北極にあたる点を「天の北極」南極にあたる点を「天の南極」赤道にあたるものを「天の赤道」と呼んでいます。

北極星は、この天の北極の方向にあり回転の目印になります。

1恒星日

地球の自転周期を、「一恒星日」(いちこうせいじつ)と呼んでいます。およそ24時間です。

1恒星日は1太陽日よりも4分ほど短く、23時間56分4.0905秒となります。

この結果、恒星の南中時刻は1日あたり4分ほどずつ早くなり、同じ時間に見える星座が変化していくのです。

地球の自転と公転

シロクマが、北極だと思ってください。つまり、地球を真上から見た状態です。

自転しながら公転しています。

シロクマが、360°回転しましたが、シロクマの上の方に太陽がありません。。。

公転しているから、ズレちゃったんですね。

太陽がある方向に、もう少し自転しなければなりません。

これで、やっとシロクマが太陽の方に向きました。

360°÷365日=1[°/日]

1°余計に自転するのに4分必要なので、恒星に比べ太陽は南中が4分遅くなるというわけです。

60分÷15°=4[分/°]

まとめ

・星座の形を保ったまま、星が移動しているように見えるのは、地球が自転しているから。

・日本では、南の空を向いて星空を眺めると、星座は東から昇って西に沈んでいくように見え、北を向いて星空を見ると北極星のあたりを中心として反時計回りの円運動をしているように見える。

参考文献

知りたいサイエンス『星空案内人になろう!』柴田晋平ほか=著(技術評論社)

『星座を探そう』藤井旭著(成文堂新光社)

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