中3理科④：日食と月食

この記事で学ぶこと

太陽、月、地球。この３つの天体が、宇宙空間で一直線に整列するとき、特別な現象が起きる。太陽が月に隠される「日食」と、月が地球の影に入る「月食」だ。この単元では、それぞれの現象が「なぜ」「いつ」「どのように」起きるのかを、３つの天体の位置関係から、論理的に解き明かしていく。宇宙の壮大なからくりを、その目で確かめよう。

日食：月が太陽を隠す現象

日食は、太陽 → 月 → 地球 の順番で、３つの天体が一直線に並んだときに起こる。地球から見ると、月が太陽の前を横切ることで、太陽の一部または全部が隠されてしまう現象だ。

• 皆既日食：太陽が、月に完全に隠される現象。空は夜のように暗くなり、ふだんは見えないコロナを観察できる。
• 部分日食：太陽の一部だけが、月に隠される現象。
• 金環日食：太陽の中央部分が月に隠され、ふちの部分が金のリングのようにかがやいて見える現象。これは、月と地球の距離が少し遠いときに起こる。

日食が起こるのは、月の影が地球の上に落ちるからだ。月の影は、地球全体から見ると非常に小さい点にすぎない。そのため、日食は地球上のごく限られた場所でしか見ることができない、とてもめずらしい現象なんだ。

ちさまるといっしょに考えよう！

太陽、月、地球の順番に並ぶのって、月の満ち欠けでいうと「新月」のときだよね。じゃあ、毎月、新月のたびに日食が起きてもよさそうなのに、どうしてそんなにめずらしいんだろう？

月食：月が地球の影に入る現象

月食は、太陽 → 地球 → 月 の順番で、３つの天体が一直線に並んだときに起こる。地球が太陽の光をさえぎることでできる巨大な影（本影）の中に、月がすっぽりと入ってしまう現象だ。

日食とはちがい、月食は、地球上で夜になっている場所なら、どこからでも同時に観察することができる。また、月食の最中の月は、真っ暗になるのではなく、赤黒い「赤銅色」に見える。これは、地球の大気で屈折した太陽の赤い光が、月面をかすかに照らすために起こる、幻想的な現象だ。

コレクトの論理 de 解説：なぜ毎月起きないのか

その疑問は、的を射ています。日食が新月のたびに、月食が満月のたびに起きない理由は、地球が太陽のまわりをまわる軌道面（公転面）と、月が地球のまわりをまわる軌道面が、完全に同じ平面ではなく、約5°傾いているためです。

このわずかな傾きのために、ほとんどの新月や満月では、月が太陽や地球の影の、わずかに「北」か「南」を通過してしまいます。この２つの軌道面が交差する点で、ちょうど新月または満月になったときだけ、３つの天体が完璧に一直線に並び、食が起こるのです。これが、日食や月食がめずらしい現象である、論理的な理由です。

受験対策まとめ

日食と月食は、天体の位置関係を問う問題の王道だ！

1. ２つの食の「天体の並び順」を完璧に覚える！
   • 日食：太陽－月－地球 （月が太陽を隠す）
   • 月食：太陽－地球－月 （月が地球の影に入る）
2. それぞれの食が、いつ（月の形）起きるかを理解する！
   日食は「新月」のとき、月食は「満月」のときにしか起こらない。
3. 「なぜ毎月起きないのか」を説明できるようにする！
   キーワードは「地球と月の公転面が、約5°傾いているから」。記述問題で頻出。

チャレンジ問題

ある夜、満月がだんだんと欠けていき、やがて赤黒い色になる現象を観察した。

問１：この天文現象の名前を答えなさい。

問２：このとき、太陽、地球、月の位置関係は、どのようになっていたか。順番に答えなさい。

問３：この現象が起きているとき、もし月から地球を見ていたとしたら、地球はどのように見えると考えられるか。簡潔に説明しなさい。