中学受験理科講座　星の動き

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星座と星

星座は何個ある？

Haru_You

夜空に光る、星座を作る星々のことを恒星（こうせい）というんだ。
太陽も恒星の仲間だから、恒星は太陽と同じように自分で光るんだ。

地球みたいに自分では光らず太陽を回る星は惑星、だったよね。

はるか

Haru_You

うん、惑星の「惑」は「惑う（まどう）」、夜空の中であちこちさまよって迷子になるんだよ。
それに対して、恒星の「恒」は「恒に（つねに）」、見える時期や動き方がつねに決まってるってことだ。
だから、古代ギリシャやメソポタミアの人々は、ある特定の時期に、いつも同じ並び方で形を変えずに動く星たちを英雄や獣に見立てて、星座の物語を作ったんだよ。

星座って、何個あるの？

はるか

Haru_You

全部で88個の星座があるんだよ。
そのうち日本で見えるのは50個ほど。
さらに言うと、肉眼で見えてテストに出る可能性がある星座は15個くらいだから、ここは頑張って覚えてくれ。

一等星の明るさ

都会で見たら、肉眼で見えるのは明るい星だけだよね。

はるか

Haru_You

うん、もっとも明るい21個の恒星を1等星として、目のいい人が真っ暗闇でぎりぎり見えるのを6等星になるように、明るさの基準があるんだ。
等級が1個違うと2.5倍明るくなって、1等星と6等星では100倍の明るさの差になるんだ。

ん？2.5×5=12.5倍じゃないの？

はるか

Haru_You

いや、2.5×2.5×･･･だからね。図を見ておいて。

明るい星は、地球に近いから明るく見えるの？

はるか

Haru_You

うん、確かに最も明るく見える1等星、おおいぬ座のシリウスは、地球から8.6光年、7番目くらいに近い恒星だね。
一番地球に近い、4.3光年離れた恒星のアルファ・ケンタウリも日本からは見えないけど1等星だし。
だけど、はくちょう座の1等星デネブは地球から1500光年、シリウスの200倍くらい遠くにあっても明るいからね。

そんなに距離が違くても、夜空では一緒に並んで見えるって不思議だね。

はるか

Haru_You

だから恒星どうしを見るときは、距離じゃなくて角度を考えるんだ。
腕を伸ばして、握りこぶし1個分離れてたら、それが10度の差なんだ。

星の色の違い

Haru_You

恒星の見た目の違いには、明るさだけじゃなく色の違いもあるんだ。

地球の青、火星の赤みたいに、星に色がついてるの？

はるか

Haru_You

いや、恒星は、表面温度の違いによって、色が異なって見えるんだ。
表面温度が高い星は青白く、表面温度が低い星は赤く光るんだよ。
これはガスバーナーの炎と一緒で、酸素が多いと高温に燃焼して青い炎にみえるじゃん。
東京から見える1等星の色をまとめておいたよ。

東京からは15個の1等星が見られるんだね。
これは全部色も覚えるの？

はるか

Haru_You

いや、テストで聞かれるのは青白いオリオン座のリゲルとおとめ座のスピカ、赤いオリオン座のベテルギウスとさそり座のアンタレスだよ。
ついでに、こいぬ座のプロキオンが黄色いことと、夏の大三角をつくる星がみな白いことを覚えておけば十分だね。
でも、自分で見てくればすぐに覚えちゃうけどね。

季節と星座

春の星座

Haru_You

それじゃ、季節ごとの星座を見ていこう。
まずは春だけど、春には、天頂近くに春の大三角が見えるんだ。

大三角、なの？
大三角形じゃなくて。

はるか

Haru_You

実際に線が引いてあるわけじゃないからね、「形」じゃないんだよ。
べつに大三角形って書いてもバツにはならないはずだよ、まともな先生なら。
で、春の大三角を形作るのは、おとめ座のスピカ、青白い1等星と、うしかい座のアルクトゥルス。
それと、しし座の2等星、デネボラだね。
アルクトゥルスは北寄りにの空に上がる、オレンジ色で、日本で見える中ではシリウスに次いで明るい1等星だ。

しし座には1等星がなかったの？

はるか

Haru_You

しし座には1等星レグルスが、獅子の前足部分にあるんだけど、レグルスだときれいな三角形にならないんだよ。
それにレグルスは1等星といっても1.5等星で一番暗い一等星なんだよね。
デネボラは獅子の尻尾にあたる2等星で、こいつできれいな正三角形になるからね。
あと、春の北の空には、おおぐま座の北斗七星が高い位置に上がるんだ。

北斗七星は知ってるよ。
シンがケンシロウの胸に（以下略）

はるか

Haru_You

･･･で、その北斗七星の、ひしゃくの柄の部分のカーブを延長していくと、スピカとアルクトゥルスにつながって、そのカーブを春の大曲線というんだ。

夏の星座

Haru_You

続いて、夏にも同じく、天頂から北寄りの空にかけて夏の大三角が見えるね。
夏の大三角はこと座のベガ、わし座のアルタイル、はくちょう座のデネブだ。

夏の大三角は3つとも白く光る1等星だよ。
デネブはアラビア語で「しっぽ」という意味だから、しし座のデネボラや、くじら座のデネブカイトスもしっぽを表すんだよ。

デネブのほうが頭じゃなくてしっぽなのね。
ところで、夏の大三角ってさ、七夕と関係があるんだよね。

はるか

Haru_You

うん、こと座のベガが七夕伝説の織姫星（織女・しょくじょ）で、わし座のアルタイルが、彦星（牽牛・けんぎゅう）だね。
ベガとアルタイルは天の川を挟んで向かい合い、川の上を泳いでいるのがはくちょう座になるんだ。

天の川ってなんなの？

はるか

Haru_You

地球は銀河系とよばれる渦巻き型の空間の端っこに位置していて、銀河系の中心方向にある数多の星が、帯状に見えるものが天の川だよ。
天の川を南にたどって、夏の南の空の低いところにはS字形をしたさそり座と、赤い1等星アンタレスが見える

んだ。

アンタレスといえば、ウルトラマンレオの14話「必殺拳！嵐を呼ぶ少年」に出てきた･･･

はるか

Haru_You

さそり怪獣アンタレス。
ネーミングの由来がわかれば覚えるだろ。

秋の星座

Haru_You

さて、秋なんだけど、秋だけ大三角がないんだ。
代わりに見えるのが、ペガスス座とアンドロメダ座がつくる秋の四辺形。
2等星と3等星なんだけど、その内側に星が見えないから結構目立つんだ。

秋の星座には1等星はないの？

はるか

Haru_You

南の空に、みなみのうお座の1等星、フォーマルハウトがぽつんと光るんだ。
東京では高度15度くらいだから、山の上や海岸じゃないと見えにくいんだけどね。
むしろ西に沈む夏の大三角、東に上る冬の大三角のほうがよっぽどよく見えたり。
あとは、秋の北の空にW字形のカシオペヤ座が高く上がるから、よく見えるよ。

カシオペヤ？カシオペア？

はるか

Haru_You

どっちでもいいよ。
日本語の発音に直したときに正確に表すのは無理なんだから。

冬の星座

Haru_You

冬には南の空に冬の大三角が見えるね。
白く光るおおいぬ座のシリウス、黄色いこいぬ座のプロキオン、赤いオリオン座のベテルギウスだから、冬の大三角は3つとも色が異なるんだよ。

冬の夜空はカラフルな星が見えるんだね。

はるか

Haru_You

冬の夜空は大三角だけじゃないんだよ。
オリオン座のベテルギウスを中心に、シリウスとプロキオン、ふたご座のポルックス、ぎょしゃ座のカペラ、おうし座のアルデバラン、オリオン座のリゲルの6つの星をつないだ、冬のダイヤモンド（冬の六角形）が見られるんだよ。

1等星が7つもいっぺんに見られるんだ。

はるか

Haru_You

冬は空も澄んでいて星が観測しやすい季節だからね。
ふたご座にはポルックスのとなりに2等星のカストル、おうし座には3等星が重なったプレアデス星団（すばる）が見えたりで、一番星空を見て楽しい季節かもね。

テストに一番出るのはオリオン座

そういえば、オリオン座には1等星が2つもあるんだね。

はるか

Haru_You

1等星が2つある星座はみなみじゅうじ座、ケンタウロス座もあるけど、日本から見えるのはオリオン座だけだね。
さらにオリオン座には赤いベテルギウスと青白いリゲルに加え5つの2等星もあるから、形がはっきりした星座として、テストにとても出やすいんだ。

中に見える3つ並んだ星も2等星なんだね。

はるか

Haru_You

その

3つ星の右端にある2等星をミンタカというんだけど、こいつもテストにでるから覚えておいてね。

ミンタカにはどんな特徴があるの？

はるか

Haru_You

まず、ミンタカは真東から出て真西に沈む。
これは春分や秋分の太陽と同じ動きだから、ちょうど夜空に12時間見えるんだ。
だから、ミンタカより上を通るベテルギウスは12時間以上空にあり、ミンタカの下のリゲルが空にいるのは12時間以下とわかる。

高いところを通る星ほど見える時間が長いってことね。

はるか

Haru_You

さらに、ミンタカと3つ星が縦に並んでたら東の空で、斜めになったら南の空、横に並んだら西の空にあるオリオン座の姿ってのも覚えておいてね

。

星の日周運動

北極星と星の日周運動

Haru_You

星座を作る恒星は、太陽と同じで動かないんだけど、地球が1日に1回西から東へ自転してるから、星は東から西へ動いて見えるわけだね。
これが星の日周運動なんだけど、1つだけ動かないで見える星があるんだ。

動いてる地球から見たら、周りの止まってるものはみんな動いて見えるんじゃないの？

はるか

Haru_You

地球はコマのように回転しているんだけど、回ってるコマの、軸の先端って動かないで見えるじゃん。
それと同じで、地球の回転する軸、地軸の延長線上にある、こぐま座の北極星は動かないで見えるんだ。

そういえば、さっきの季節と星座でも、いつも同じ位置に北極星が書いてあったね。

はるか

Haru_You

うん、北極星は1年中、1日のうちのいつでも、北半球からなら同じ位置、真北に見えるんだ。
そのとき、北極星の高さはその土地の北緯と等しくなる。
たとえば、北緯36°の東京なら、北極星も36°の高さに上がるんだよ。

方角ごとの星の動き

Haru_You

北極星が地軸の延長上で動かないから、他の星はみな、北極星の周りを回るように動いて見えるんだよ。
だからカメラのシャッターを開きっぱなしにして北の夜空の写真を撮ると、星の動きが円を描いているんだ。

でもさ、さっき東から西に動くって言ってたじゃん。
それって北極星の周りを回ってなくない？

はるか

Haru_You

さっきの図を見ておいて。
東の空や南の空は、回って動く円周の一部が見えているんだよ。
東の空では左下から右上へ、南の空では左（東）から右（西）へ、西の空では左上から右下へ星が動く図はよく覚えておいてね。

星の年周運動

季節の星座と年周運動

Haru_You

また、地球は1年に1回公転しているから、星座を作る星々も1年かけて元の位置に戻るような動きを見せることになるね。
これが星の年周運動だ。

3月、春の星座でおとめ座がよく見えるっていうのは、宇宙の中でおとめ座に近い側に地球が公転してきたってことね。

はるか

Haru_You

半分正解かな。
星座との距離は公転半径に比べてあまりにも遠いから、地球の位置が変わっても見え方は変わらないんだ。
そうじゃなくて、地球から見ておとめ座が太陽の反対側＝夜の位置に来るから見えやすいんだよ。
図の3月の地球で、円の上側、暗くなっている部分の真上におとめ座があるじゃん。
その図では真上に書かれた星座が、真南に見える星座を表しているんだよ。

じゃあ、地球が1ヶ月公転して、4月の位置にくると、真上にてんびん座があるから、4月は夜の真南にてんびん座が見えるってことか。
そして5月にはさそり座、夏の星座が見えてるね。

はるか

Haru_You

たとえば、5月の夜の部分の真上にはさそり座が見えているけど、このときまだおとめ座が沈んでいないこともわかるかな？

1ヶ月に30°ずつ公転してるから、おとめ座は60°西に傾いたってことね。
そしたら、春の星座と夏の星座が同時に見えることになるね。

はるか

Haru_You

うん、どの季節でも、ある季節の星座が南中してるときには、前の季節の星座は西に沈んでいて、東からは次の季節の星座が上がってきているんだ。

黄道12星座

さっきの図に書いてあった星座ってさ、星占いの星座だよね。
でもさ、おとめ座って春の星座なのに、星占いだと9月生まれだよね。
あれはなんで？

はるか

Haru_You

9月の地球から見るとさ、おとめ座は昼間の地球の真上、太陽の背後にあって見えないじゃん。
これを昔の人は、太陽が昼間におとめ座の中を通過しているって考えたわけ。
天球上で太陽が通る道を黄道といって、黄道上で太陽が昼間に通過していく星座を黄道12星座としたんだよ。
だから星占いの星座は、真夜中に見えやすい季節の半年後になるんだ。

昼間に見える星座って考えたわけか。

はるか

Haru_You

さっきの図は、真夜中と昼間だけじゃなくて、朝と夕方に見える星座もわかるんだよ。
地球の自転は反時計回りだから、たとえば6月の地球なら、上側が夕方になるんだ。
そのとき南中してるのは、90°真上にあるおとめ座ってことになるだろ。

9月の地球からみたら、右側が朝になるから、朝にはふたご座が南中しているね。

はるか

Haru_You

そうだね、
ある季節のとき、夕方には前の季節の星座が南中し、朝には次の季節の星座が南中することになるんだ。

北の空の星の動き

北斗七星とカシオペヤ座から見つける北極星

Haru_You

日周と年周をやったとこで、もう一度北の空に戻るよ。
季節の星座の説明で、北の空高くに上がる星座を2つ説明したけど覚えてるかな？

北斗七星と、カシオペヤ座だったっけ。
空高くにあがる、っていうのは北の空では円を描いているから、円周の上の方にくるってことだよね。

はるか

Haru_You

「星座名」を聞かれたときに、「北斗七星」と答えるとバツになるから注意してね。
北斗七星は「星の集まり」で、星座としては、おおぐま座の一部だね。
北極星がこぐま座だから、動かない子熊の周りを守るように母熊がぐるぐる回っているイメージだよ。
で、北斗七星とカシオペヤ座を使うと、北極星が簡単に見つけられるんだ。

北極星は動かないんだから、簡単に見つからない？

はるか

Haru_You

こぐま座にはほかには明るい星がないから、北極星がぽつんと暗く光るだけでわかりにくいんだ。
一方、北斗七星もカシオペヤ座も形のはっきりした星座だからね、夜空にあればすぐに見つかるんだよ。
図のように、北斗七星のひしゃくの先や、カシオペヤのW字の根元の部分をつないだ点と真ん中をつないだ線の長さを、5倍に伸ばした先に北極星があるんだよ。

150°離れてるから、北斗七星が低い位置にいるときはカシオペヤが高くあがるんだね。

はるか

Haru_You

北極星と北斗七星は28°離れてて、北緯36°の東京では、北極星が36°の高さで、北斗七星が一番高いときは64°まで上がることになるね。
逆に、一番低いと8°にしかならないから、山や建物とかに隠されちゃうんだ。

日時と北斗七星の位置

Haru_You

で、北斗七星やカシオペヤ座は、北極星の周りを反時計回りに1日で1回転、1年で1回転することになるんだけど、これを利用した問題がよくテストに出るんだよ。

何月何日の何時にどの辺に見えますか、ってこと？

はるか

Haru_You

うん、それを考えるときに使うのが、1時間で15°（360°÷24時間）動くから、2時間で30°、ってのと、1ヶ月に30°（360°÷12ヶ月）、反時計回りに動かすってルールだね。
ほとんどの場合、図のように円周を12等分、30°ずつに区切っているから、2時間単位で動かすことに注意してね。

もし円周が8等分だったら、45°区切りだから3時間単位になるんだね。

はるか

Haru_You

そう、あとはどこか1カ所に北斗七星の位置と日時が書いてあるから、そこからルール通りに動かせばいいんだ。
だいたい、北斗七星が真上に上がるのが5月上旬の20時ごろなんで、それが書いてあることが多いかな。

5月5日の20時に、アの位置に北斗七星が書いてあるね。
だから、6月5日の20時なら、1区切り反時計回りに進んでイの位置に見えるんだね。

はるか

Haru_You

コツとしては、月と時間が両方変わる場合、先に月のぶんだけ動かしてから、時間のぶんを動かすようにするのと、同じ位置で止めたいときは、月を1つ進めて、2時間戻せばいいってことかな。

6月5日の20時にイの位置に動いてるから、6月5日でアの位置に見えるのは、1区切り戻すから2時間前の18時ってことね。

はるか

星座早見の見方

星座盤と地平盤

Haru_You

最後に、星座早見の見方を説明しよう。
星座早見は、2枚の円形の板を中央で止めて、ぐるぐる回転できるようになっている。
下の板を星座盤といって、星座の絵が描いてある。
上の板は地平盤と言って、大きく窓が開けてあって、その窓の中から見える星座が、実際の空に見える星座ってことになるんだ。

地平盤を回して窓の位置が変わると、見える星座が変わるね。
固定してある中心はいつも見えているから、これが北極星ってことね。

はるか

Haru_You

いや、回すのは星座盤で、地平盤は固定するんだ。
星は北極星を中心に反時計回りに動くから、星座盤も反時計回りに回すんだ。
そうすると、西と書かれた地平線に星が沈んでいくし、東と書かれた地平線から、星が上ってくるだろ。

星座早見の方角

あれ？北が上に書いてあるから、ふつう右側が東じゃないの？
でも、これ右側に西って書いてある。

はるか

Haru_You

ここが星座早見で一番テストにでるとこだね。
星座早見は、地平盤に書かれた方角のうち、自分の向いている（観測する）方角が下になるようにして持つんだ。
だから図のような持ち方をした場合、南を向いて立っていることになるから、右側が西で左側が東になるんだよ。

じゃあ、北の空を観測するときは逆さに持てばいいのか。
そしたら、右に東があるね。

はるか

Haru_You

あとは、星座盤に書かれた月日と、地平盤に書かれた時刻を合わせればいいんだ。
星座盤を反時計回りに回して星空を動かしていくと、地平盤の時刻が進んでいくだろ？
だから地平盤の時刻は反時計回りに書かれているんだよ。

星の動き　一問一答演習問題プリント

演習プリントには、Excelファイル版とPDFファイル版があります。
Excelファイル版はリロード・再計算（F8）するたびに数字や配列が変わります。
マクロは使用していませんので、セキュリティ警告はありません。
なお、PDF版では20問の収録ですが、Excel版にはより多くの問題を収録しています。

はるか