太陽系と天体の運動(知識)の問題
地球とほかの惑星は、どちらも太陽のまわりを公転している。ただし公転周期が異なるため、地球から見た惑星と太陽の位置関係は、時間とともに変わっていく。
たとえば外惑星が衝(地球から見て太陽と反対の方向にある状態)の位置にきてから、次に再び衝の位置にくるまでの時間を考える。このように、太陽・地球・惑星が同じ位置関係に戻るまでにかかる時間を何というか。漢字 4 字で答えよ。
この問題で使うもの
- 惑星の視運動と見え方(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(5 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
地球と惑星がどちらも公転していることに注目し、地球から見た位置関係がくり返す周期を表す用語を思い出そう。
ヒント 2
惑星が太陽のまわりを 1 周する時間(公転周期)とは別の周期である。合や衝が再び起こるまでの時間を指す。
ヒント 3
「〇〇周期」という形の用語で、前半の 2 字は「出会う」「合わさる」という意味の漢字である。
答えと解説
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会合周期
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解説を読む
太陽・地球・惑星の位置関係(合・衝・最大離角など)が、ある状態から次に同じ状態に戻るまでの時間を会合周期という。
地球も惑星も公転しているため、惑星が太陽のまわりを 1 周しても、その間に地球も動いている。そのため、同じ位置関係に戻るまでの時間は惑星の公転周期とは一致しない。たとえば外惑星では、公転周期の短い地球が外惑星に追いつき、もう一度同じ並び方になるまでの時間が会合周期になる。
似た用語との違いは次のとおりである。
- 公転周期(恒星周期)は、惑星が恒星を基準にして太陽のまわりを 1 周する時間である。地球の位置とは関係なく決まる。会合周期は、地球から見た位置関係にもとづく周期である。
- 地球の公転周期を 、惑星の公転周期を 、会合周期を とすると、外惑星では 、内惑星では の関係がある。この関係を使うと、地球から観測した会合周期から惑星の公転周期を求めることができる。こうして求めた公転周期は、ケプラーの第 3 法則で軌道の大きさを求めるときに使われる。
別解
太陽・地球・惑星が同じ位置関係に戻るまでの時間は、地球から見た惑星の見かけの周期であり、「会合周期」という。公転周期 の惑星と地球(公転周期 1 年)について、外惑星では の関係がある。衝から次の衝までの時間はこの会合周期にあたる。したがって答えは「会合周期」(漢字 4 字)である。