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星の日周運動・年周運動と星座

東・南・西・北の空での星の動く向き（北の空は北極星を中心に反時計回り）、1 時間に約 の日周運動、1 か月に約 の年周運動、黄道と季節の星座の見え方を答えられる

前提

説明

夜空の星は、1晩のうちにも、季節によっても位置を変えて見えます。この技能では、東・南・西・北の空で星がどの向きに動くか、1時間あたり・1か月あたりにどれだけ動くかを答えられるようになります。また、太陽が星座の間を動いて見える道すじ（黄道）を使って、季節ごとに見える星座や見えない星座を判断できるようになります。

なぜそうしてよいのか

太陽の日周運動と同じく、星の1日の動き（日周運動）も、地球が地軸を中心に西から東へ1日（24時間）に1回転する自転によって起こる見かけの動きです。星は地球から非常に遠いので、天球という大きな球面にはりついているように見え、地球の自転と反対向きに、東から西へ回って見えます。1回転 を24時間で回るので、1時間あたり 動きます。北の空では、地軸の延長線上の近くにある北極星をほぼ中心にして、反時計回りに回ります。東の空では星は右上（南寄り）へ昇り、南の空では東から西へ（左から右へ）動き、西の空では右下（北寄り）へ沈みます。

一方、地球は太陽のまわりを1年（約12か月）で1周しています（公転）。そのため、同じ時刻に同じ星を観察すると、1か月で ずつ東から西へ位置がずれていきます。これを星の年周運動といいます。北の空なら、同じ時刻の星は1か月に約 反時計回りに動きます。日周運動で 動くのに2時間かかるので、1か月たつと、同じ星が同じ位置に見える時刻は約2時間早くなります。

地球から見ると、太陽は公転によって星座の間を少しずつ西から東へ移動していくように見えます。この太陽の通り道を黄道といい、黄道付近には12の星座があります。太陽と同じ方向にある星座は、昼に空にあるので見えません。逆に、地球をはさんで太陽と反対側の方向にある星座は、真夜中に南の空に見えます。こうして季節によって見える星座が変わります。

手順

  1. 観察している方位（東・南・西・北）を確認し、星の動く向きを決める。北の空は北極星を中心に反時計回り、東は右上へ、南は東から西へ、西は右下へ動く

  2. 同じ日の時刻の違いなら日周運動と考え、1時間に として角度を求める（）

  3. 別の日の同じ時刻なら年周運動と考え、1か月に 東から西へずれるとして角度を求める（）。同じ位置に見える時刻は1か月に約2時間早くなる

  4. 季節の星座を問われたら、太陽・地球・星座の位置関係を考え、太陽と反対側の星座が真夜中に南の空に見え、太陽と同じ側の星座は見えないと判断する

例題

ある日の午後8時に、北の空でカシオペヤ座を観察した。同じ日の午後10時に同じ場所で観察すると、カシオペヤ座はどのように動いて見えるか。最も適当なものを、次のア〜エから1つ選べ。
ア 北極星を中心に、時計回りに約 動いて見える。
イ 北極星を中心に、反時計回りに約 動いて見える。
ウ 北極星を中心に、時計回りに約 動いて見える。
エ 北極星を中心に、反時計回りに約 動いて見える。

例題の解答

手順1: 北の空なので、星は北極星を中心に反時計回りに動く。
手順2: 同じ日の午後8時から午後10時までの2時間の変化なので日周運動である。1時間に 動くので、 動く。
よって、反時計回りに約 動いて見えるので、イ。

答え:

イ

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

入口の問題

この技能の次に学べること