【理科のコツ】星の動き
星の動き・天球・年周運動
星の動きのまとめとクイズ
今回は星の動きについて話していきます。1日の動きと1年の動きの区別を意識しながら、
中学受験でよく出るポイントを整理して確認していきましょう。
※動画では、星の動き・天球・年周運動を図を使って解説しています。
星の動きのイメージ
星は動いているんですか?と思うかも知れないです。もちろん、動いている星もいっぱいあります。
ですが、基本的には遠くに行き過ぎていて、動いていないように見える星がほとんどです。
新幹線とかに乗っていて、手前の景色ってビュンッビュンッって動いてないですか?
一方で、遠くに見える富士山はあんまり動いていないように見えると思います。
天体も同じで、地球の近くにある星は動いているように見えるけれど、
光のスピードで数万年掛かったりするような場所の星もあるから、
全然動いてないように見えているわけです。
そして、基本的には地球が動いているせいで星が動いて見えていると考えます。
自分が回ると、周りが動いて見えますよね。こっちが動いているから、周りが動いて見えるという仕組みです。
とはいえ、毎回「地球が動いているから〜」と考えるとこんがらがるので、
中学受験では「地球は動いていない。星の方が動いている」という自己中心的な見方で考えてOKです。
その方が図がすごく分かりやすくなります。
※ドーム状の空をイメージした図。観測地点や方位によって星の見え方が変わります。
こういうドーム状の、プラネタリウムみたいな感じの空を天球と言います。
私たちが突っ立っている頭の真上の点を天頂と言います。
「先生、僕が立っている場所と誰々くんが立っている場所が違うんですけど?」というツッコミもあると思いますが、
それは観測地点による違いです。この図は北緯36°地点での図になっています。
「僕は北緯40°に住んでいるんだ!」というクレームは一切受け付けません(笑)
もちろん、赤道上で観測するのと南半球で観測するのでも星の動きは変わります。
ですが、日本の中学受験では、だいたい北半球の北緯36°あたりの例でテストが出てくるのでご安心下さい。
地球は丸くて、中心に地軸という串が刺さっているようなイメージです
(実際に串は刺さっていません)。この地軸を中心に、地球はくるくる回転しています。
みなさんも実際にその場で回ってみると分かりますが、回ったときに目が回るのは、
周りの景色が動いて見えるからですよね。ただし、真上を見ながら回転していたら、真上の景色はあまり動かないはずです。
回転している軸の延長線上のポイントは、動いていないように見えるのです。
たまたま、その地軸の北側延長の先に、ちょうど良いところに星がありました。
それが『北極星』です。北極の方にある星だから、その名前が付けられました。
「南極星もあるんですか?」とよく聞かれますが、南極星はありません。
北極には星があったけど、南極には目印になる星がなかったんです。南半球の人は、少し勉強しづらいですね。
ということで、北半球に生まれたみなさんはすごく勉強しやすい場所に生まれたと思ってください。
この北極星を中心に、まるで天体が回転して動いているように見える、ということが押さえたいポイントです。
北極星を中心とした星の動き
※北極星を中心として、星が反時計回りに動いて見えるイメージ。
僕は今、南を見ていると思ってください。みなさんは僕の方(北)を見ています。
僕にとっての北は後ろの画面です。
東から天体は昇ってきます。そして南の空を通過して、西に沈みます。実際には僕(地球)が回っているんですが、
止まっているとして考えると、「東から昇って西に沈む」という見え方になるわけです。
みなさんから見てどうですか?反時計回りですよね。だから、北半球では、
北極星を中心にこのように星が反時計回りに回っているように見える仕組みになっています。
※24時間で360°回転するので、星は1時間に約15°ずつ動いて見えます。
地球は24時間で360°くるりんと自転します。だから、1時間で15°動きます。
よく「2時間で30°」なんていうのが目安として出てきます。
南の空にあった星というのは、2時間後には30°動く、とイメージしておきましょう。
1日の動きと1年の動き(年周運動)
※地軸が傾いた状態で地球が公転することで、見える星座が季節によって変わります。
ここまでは1日の動き(自転)の話でした。自転によって、星は1時間15°ずつ動いて見えます。
もう1つ厄介なのが、1年越しの動き(公転)です。地球は地軸が傾いた状態で、太陽の周りを1年かけて公転しています。
太陽の周りをぐるぐる回るので、地球の位置によって夜に見える方向が変わるわけです。
イメージとしては、自分の家のテーブルの周りをぐるぐる回る感じです。
テーブルのこちら側に来たときには「あっちの台所」が見えて、
反対側に回ると「テレビ」が見えたり、「玄関」が見えたりしますよね。
同じように、太陽の周りを回っているので、例えば秋にはペガスス座(ペガサスじゃなくてペガスス座)がこの辺にあって、
夜になるとそれが見えます。だから、春の人はペガスス座が絶対に見えません。太陽のせいで見えないからです。
逆に言うと、秋の人は、反対側にある獅子座は見えません。冬の場合は有名なオリオン座が見えますが、
夏には絶対オリオン座は見えません。
このように、1年越しの動きのせいで、見える星座と見えない星座が季節によって変わるのです。
これが年周運動です。
※1日の動き(自転)と1年の動き(公転)を合わせて考えると、星座の見え方が整理できます。
地球は365日という1年をかけて、太陽の周りを360°公転します。
だから、1日あたり約1°ずつ星座の位置がずれて見えることになります。
ということは、30日、すなわち1ヶ月で約30°動くように見えます。これが1年かけた動きです。
毎日ずっと夕方6時に同じ星を観測していると、1日たつごとに少しずつ位置がずれていき、
1ヶ月後には約30°動いている、というイメージです。
つまり、「1日の動きで動いたのか」「1年の動きで動いたのか」によって話が変わってくるのです。
ここを悪い大人たちは問題でうま〜く混ぜて、小学生のみなさんを混乱させようとしてきます(笑)
このあたりのややこしい計算系は、レッスンでしっかり扱います。
まずは、地球が回って動いているせいで、周りの景色(星)がこうやって変わって見えるんだ、
ということだけ覚えておくと良いでしょう。
ということで、みなさんも自転車などを漕ぎながら周りの景色を見て、
「こんなふうに動いているんだな」と意識してみてください。この天体の分野、頑張って下さい☆
星の動きに関するまとめ
| ポイント | 内容 |
|---|---|
| 天球と天頂 | 天体が投影されるドーム状の空を天球、観測者の真上を天頂という。 |
| 北極星 | 地軸の延長線上にあり、動かないように見える星。 |
| 星の1日の動き |
・地球の自転により、天体は1時間で約15°動いて見える。 ・北半球では北極星を中心に反時計回りに動いて見える。 |
| 星の1年の動き |
・地球の公転により、星座の見える位置が1日で約1°、1ヶ月で約30°変わる。 ・見える星座は季節によって異なる(例: 夏はオリオン座が見えない)。 |
| 東から昇り西に沈む | 天体は地球の自転のため、東から昇り西に沈むように見える。 |
| 年周運動 | 地球の公転に伴う天体の見える位置の変化。 |
星の動きに関するクイズ
以下のクイズに挑戦して、星の動きや年周運動についての理解を確認しましょう。
「正解を見る」ボタンを押すと答えが表示され、ボタンは非表示になります。
| 問題 | 選択肢 | 回答 |
|---|---|---|
| 1. 天球とは何を指しますか? |
A. 星の集合体 B. 天体が投影される空のドーム C. 地球の中心 D. 宇宙全体 |
|
| 2. 北極星が動かないように見える理由は? |
A. 地球の自転と公転の中心にあるから B. 地軸の延長線上にあるから C. 北半球にしかないから D. 他の星より遠いから |
|
| 3. 星が1時間で動いて見える角度は? |
A. 10° B. 15° C. 20° D. 30° |
|
| 4. 北半球では星はどの方向に回転して見えますか? |
A. 時計回り B. 反時計回り C. 上下運動 D. 左右運動 |
|
| 5. 星座が季節ごとに異なる理由は? |
A. 地球の自転 B. 地球の公転 C. 太陽の自転 D. 月の公転 |
|
| 6. 年周運動とは何ですか? |
A. 地球の1日の回転 B. 地球の1年の公転による星座の見える位置の変化 C. 太陽の運動 D. 月の周期的な動き |
|
| 7. 1日で星座がずれる角度は? |
A. 約0.5° B. 約1° C. 約5° D. 約10° |
|
| 8. 春にオリオン座が見えない理由は? |
A. 地軸が傾いているから B. 太陽の光に隠れて見えないから C. 地球が自転しているから D. 星自体が動いているから |
|
| 9. 星が東から昇り西に沈むのはなぜですか? |
A. 地球の自転 B. 地球の公転 C. 月の公転 D. 太陽の動き |
|
| 10. 1ヶ月で星座が動いて見える角度は? |
A. 約10° B. 約15° C. 約30° D. 約60° |
|
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