【中3理科】黄道とは?太陽の通り道と星座の見え方|真夜中に見える星座の求め方

山田優輔

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「黄道って、結局なんのこと?」

「星座の授業で黄道が出てきたけど、太陽と星座の関係がよく分からない…」

  • 黄道の意味を、一言で言えるようになりたい
  • 季節によって見える星座が変わる理由を知りたい
  • 入試でどう出るのか知りたい

こういう人に向けて書きました。

結論からいうと、黄道とは、地球から見て、太陽が1年かけて星座の間を一周するように見える通り道のことです。

これは太陽が本当に動いているのではなく、地球が太陽のまわりを公転しているために起こる見かけの動きです。

黄道とは

黄道とは、天球上での太陽の見かけの通り道のことです。

天球とは、地球を中心にして、星がはりついている大きな球があると考えたものです。

地球が太陽のまわりを1年かけて1周(公転)するので、地球から見た太陽の向きは少しずつ変わっていきます。

太陽の向きが変わると、太陽の背後にある星座も変わっていきます。

そのため、太陽は1年かけて、星座の間を一周するように見えます。

この太陽の通り道が黄道で、黄道上に並んでいる12の星座を、黄道12星座といいます。

地球が太陽のまわりを公転するモデル。地球の位置(春夏秋冬)ごとに太陽の背後の星座が変わり、太陽の見かけの通り道である黄道が点線で描かれている図

図の「黄道」と書いてある点線が、太陽の通り道です。

地球が図の「冬」の位置にあるとき、太陽の背後にあるのはさそり座で、その反対側にはおうし座があります。

昼の空にも星座はある

太陽の背後の星座は、昼のあいだ空にありますが、太陽が明るすぎて見えません。

星座は昼も夜もずっと空にあって、昼は見えないだけです。

黄道のしくみ|太陽と星座の位置関係

真夜中に南中する星座は、太陽の反対側にある

夜に見える星座は、地球から見て、太陽と反対側にある星座です。

太陽の背後にある星座は、昼の空にあるので見えないからです。

そのため、真夜中に真南に見える星座(南中する星座)は、太陽と反対の方向にある星座になります。

12の星座は、黄道上に円を描くように並んでいます。

ちょうど反対側にある星座は、ひとつおきではなく、6つ先の星座です。

太陽がいる星座と、真夜中に南中する星座の組み合わせは、次のようになります。

地球の位置太陽の背後の星座真夜中に南中する星座
春(3月ごろ)みずがめ座しし座
夏(6月ごろ)おうし座さそり座
秋(9月ごろ)しし座みずがめ座
冬(12月ごろ)さそり座おうし座

「春はしし座、夏はさそり座、秋はみずがめ座、冬はおうし座」と、真夜中に南中する星座だけを覚えるのもひとつの方法です。

ただし、覚えたあとで、必ず「太陽の反対側」だと確かめる習慣をつけましょう。

1か月で約30°、1年で360°

地球は1年で太陽のまわりを1周します。

1周は360°ですから、1か月では、360°÷12=30°ずつ進むことになります。

地球から見ると、太陽も1か月に約30°ずつ、黄道上を進んで見えます。

同じように、同じ時刻に見える星座の位置も、1か月で約30°ずつ変わります。

同じ星座を、毎日同じ時刻に観察すると、東から西へ少しずつ動いていきます。

これは地球の公転による動きで、年周運動といいます。

1日に直すと、360°÷365日で、約1°です。

日周運動とのちがい

星が1日のうちに東から西へ動いて見えるのは、地球の自転による動きで、日周運動といいます。

1日(24時間)で360°回るので、1時間に360°÷24=15°動きます。

日周運動は「1時間に約15°」、年周運動は「1か月に約30°」です。

自転と公転、1時間と1か月というちがいで、整理しておきましょう。

日周運動年周運動
原因地球の自転地球の公転
1周にかかる時間1日1年
動く角度1時間に約15°1か月に約30°
向き東から西東から西(同じ時刻に見たとき)

黄道と季節のつながり

地球の地軸は、公転面に立てた垂線に対して約23.4°傾いています。

そのため、黄道は天球の赤道(地球の赤道を天球まで広げた線)に対して傾いていて、太陽の南中高度が季節で変わります。

よくある間違い

間違い1: 太陽が本当に星座の間を動いていると思う

太陽は星座の間を動いているように見えますが、実際に動いているのは地球です。

黄道は「太陽の見かけの通り道」で、見かけの動きだということを、記述問題でも使えるように覚えておきましょう。

間違い2: 太陽の方向の星座が夜に見えると思う

太陽と同じ方向にある星座は、昼の空にあります。

夜に見える星座は、太陽と反対の側にある星座です。

「太陽の反対側」を考えずに、「地球の外側にある星座が見える」と思い込むと間違えます。

間違い3: 日周運動と年周運動を混ぜる

「1時間に15°」は日周運動で、「1か月に30°」は年周運動です。

問題文に「1か月後の同じ時刻」と書いてあれば年周運動、「2時間後」と書いてあれば日周運動です。

時間の単位を見て、どちらの話かを先に決めましょう。

入試ではこう出る

入試では、黄道の図が「地球が公転するモデル」の形で出てきます。

図には、太陽のまわりを回る地球と、そのまわりの12星座が描かれています。

そこで「地球がAの位置にあるとき、真夜中に南中する星座はどれか」「3か月後の同じ時刻には、どの星座が南中するか」といった形で問われます。

こうした図を見るときは、次の順で考えます。

  • 地球と太陽を結ぶ線を、太陽の向こう側へ延ばして、太陽の背後の星座を見つける
  • 真夜中に南中する星座は、その反対側の星座
  • 「3か月後」なら、公転の向きに90°(30°×3)進める

図に月の名前が書いてあれば、その月の地球の位置から考えます。

地球の公転の向きは、北極側から見て反時計回りです。

真夜中に南中する星座は、1か月に約30°ずつ、黄道上を東の方向の星座へ移っていきます。

記述問題では、「太陽が明るくて見えないから」「地球の公転によって、太陽の見える方向が変わるから」のように、理由を書かせるものがあります。

どちらも、この記事の内容がそのまま使えます。

練習問題

問1(基本)

次の文の( )に、あてはまる語を答えなさい。

天球上での太陽の見かけの通り道を(①)という。

この太陽の見かけの動きは、地球の(②)によって起こる。

問2(基本)

太陽の背後にさそり座があるとき、真夜中に真南に見える星座はどれですか。

問3(入試レベル)

地球が太陽のまわりを回る図で、地球が春(3月ごろ)の位置にあるとき、太陽の背後の星座はみずがめ座です。

このとき、真夜中に真南に見える星座を答えなさい。

問4(入試レベル・計算)

ある星座が、午後8時に真南に見えました。

2か月後の午後8時には、この星座は、真南から約何度、東西どちらの方向へずれて見えますか。

問5(記述)

太陽と同じ方向にある星座を、観察できない理由を書きなさい。

解答と解説

問1

答えは、①黄道、②公転です。

黄道は、地球が公転するため、太陽が1年かけて星座の間を一周するように見える通り道です。

自転ではなく公転が原因だという点が、よく問われます。

問2

答えは、おうし座です。

真夜中に南中する星座は、太陽と反対側にある星座です。

さそり座の反対側(6つ先)の星座を、黄道12星座の並びで数えます。

並びは、おひつじ座・おうし座・ふたご座・かに座・しし座・おとめ座・てんびん座・さそり座・いて座・やぎ座・みずがめ座・うお座です。

さそり座から6つ先は、おうし座です。

問3

答えは、しし座です。

みずがめ座の反対側の星座が、真夜中に南中します。

みずがめ座から6つ先を数えると、しし座になります。

「春はしし座」という覚え方と一致します。

問4

答えは、約60°、西の方向です。

同じ時刻に見える星座は、1か月で約30°、東から西へずれます。

30°×2=60°

よって、2か月後は、西へ約60°ずれた位置に見えます。

問5

答えの例は、「太陽と同じ方向にある星座は、昼の空にあり、太陽が明るくて見えないから。」です。

「昼の空にある」と「太陽が明るい」の2点を入れると、得点になります。

「地球の反対側にある」だけだと、理由として足りないので注意しましょう。

まとめ

黄道のまとめ
  • 黄道は、天球上での太陽の見かけの通り道
  • 原因は、地球の公転
  • 黄道上にある12の星座を、黄道12星座という
  • 真夜中に南中する星座は、太陽と反対側の星座
  • 地球が1か月で約30°公転するので、同じ時刻に見える星座は、1か月で約30°(東から西へ)ずれる
  • 日周運動は自転で1時間に約15°、年周運動は公転で1か月に約30°

黄道は、「太陽の反対側が夜に見える」と押さえれば、考え方は1つです。

まずは練習問題を、自分で解き直してみてください。

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