中3理科①：天体の動きと地球の自転・公転

この記事で学ぶこと

夜空の星や太陽は、毎日同じように東から昇り、西へ沈んでいくように見える。でも、それは本当の動きなんだろうか？ この単元では、天体の「見かけの動き（日周運動・年周運動）」と、その原因である「地球の本当の動き（自転・公転）」との関係を、論理的に解き明かすよ。「天動説」から「地動説」へ。人類の宇宙観を大きく変えた、科学的思考の根幹にふれる旅だ！

天球と、天体の日周運動

わたしたちが地上から空を見上げると、星や太陽は、自分を中心とした巨大なボール（天球）の内側にはりついて、動いているように見える。この、地球から見た天体の１日の見かけの動きを「日周運動」という。

• 天体は、１日に１回転（360°）、東から西へと動いているように見える。
• 計算すると、１時間あたりでは、360° ÷ 24時間 = **15°** ずつ、西へ動いていることになる。
• 北の空では、ほとんど動かない北極星を中心に、反時計回りに回転しているように見える。

ちさまるといっしょに考えよう！

メリーゴーランドに乗っているとき、本当は自分が回っているのに、まわりの景色が動いているように見えるよね。天体の日周運動も、もしかして、それと同じなんじゃないかな…？

コレクトの論理 de 解説：日周運動の原因

その通りです。天体の日周運動は、天体が実際に動いているのではなく、観測者であるわたしたちが乗っている地球が、１日に１回転、西から東へ「自転」しているために起こる、見かけの動きです。地球という巨大な乗り物に乗っているため、静止している宇宙のほうが、逆に東から西へ動いているように見えるのです。

星座の年周運動と、地球の公転

日周運動とは別に、星空にはもう一つ、ゆっくりとした動きがある。それは、同じ時刻に観察すると、星座の位置が、１年をかけて少しずつ西へとずれ、ちょうど１年後に元の位置にもどってくるように見える動きだ。これを「年周運動」という。

• 星座は、１年で１回転（360°）、東から西へと動いているように見える。
• 計算すると、１ヶ月あたりでは、360° ÷ 12ヶ月 = **30°** ずつ、西へ動いていることになる。
• この動きによって、夏には夏の星座、冬には冬の星座というように、季節によって見える星座が変わる。

コレクトの論理 de 解説：年周運動の原因

年周運動の原因は、地球のもう一つの運動、すなわち、地球が１年かけて、太陽のまわりを１周する「公転」です。地球が公転することで、地球から見た太陽の方向が、星座の背景に対して少しずつ変わっていきます。そして、夜に見えるのは、太陽と反対側の方向にある星座です。地球が公転軌道上のちがう位置に移動するにつれて、夜に見える星座も、少しずつ変わっていくのです。

受験対策まとめ

天体の見かけの動きと、地球の本当の動きの関係は、高校入試で最も差がつく分野の一つだ！

1. ２つの「見かけの動き」と、２つの「本当の動き」を、原因と結果で完璧に結びつける！
   • 日周運動（１日で１周）の原因は → 地球の自転（１日で１回転）
   • 年周運動（１年で１周）の原因は → 地球の公転（１年で１周）
2. 具体的な「角度」を覚える！
   日周運動は「１時間で15°」、年周運動は「１ヶ月で30°」。これを使った計算問題は頻出。
3. 北の空の星の動きをマスターする！
   北極星を中心に「反時計回り」に回転する、という事実は、方角や時刻を求める問題の最大のヒントになる。

チャレンジ問題

ある日の午後８時に、オリオン座が真南の空に見えた。１ヶ月後、オリオン座が真南に見えるのは、およそ何時ごろになるか、答えなさい。また、なぜそうなるのか、地球の運動と関連づけて説明しなさい。