ドームとして見る空：地平線、天頂、空の回転
空は23時間56分で一周し、1時間に約15°回ります。
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空がお椀のように見える理由
夜、開けた野原に立つと、空は大きなお椀を伏せて地面に載せたように見えます。星はその内側に貼り付いて、どれも同じ距離にあるようです。実際は違います。最も近い明るい恒星のケンタウルス座アルファ星でも約4.4光年先にあり、見えている星の多くは数百光年も離れています。目ではその距離を見分けられないため、空の中で位置を探すには、お椀という見方が役立ちます。これを球全体に広げたものが天球です。地球を中心とし、内面に星を配置した仮想の球を指します。
どの瞬間にも、頭上に見えるのは天球の半分だけです。残り半分は地面の向こうに隠れています。空と地面の境目が地平線、真上の点が天頂です。真北から天頂を通って真南へ下ろした線を子午線といい、空を東側と西側に分けます。地平線、天頂、子午線は観測者を基準に決まります。別の町へ移れば、天頂も一緒に移ります。
空の位置を表す二つの数値
友達に星の位置を伝えるには、二つの角度が必要です。高度は地平線からの高さで、地平線が0°、天頂が90°です。方位角は地平線に沿って北から東向きに測ります。北が0°、東が90°、南が180°、西が270°です。高度30°、方位角135°の星なら、南東の空で、地平線から天頂までの三分の一の高さにあります。腕を伸ばして握りこぶしをかざすと、多くの人では空の約10°を覆います。道具がないときに使える物差しです。
星が動く理由
一時間ほど眺めると、お椀が回っているように見えます。東の星は昇り、南の星は右へ進み、西の星は沈みます。空そのものが回っているわけではありません。地球が西から東へ自転するため、空は逆向きの東から西へ回るように見えるのです。恒星を基準に地球が一回転する時間は23時間56分4秒で、恒星日と呼びます。NASAグレン研究センターでは、地球が公転でも移動するために必要な毎日の追加分0.9856°と、一周の360°を使って説明しています。360°を約24時間で割ると、1時間に15°、握りこぶし一つ半ほどになります。
上の模型で「再生」を押してみましょう。再生中の一秒が、空の一時間に相当します。星は東から斜めに昇り、子午線を通るときに最も高くなり、西へ沈みます。模型の下のカードには恒星時が表示され、星図のどの部分が今、子午線を通っているかがわかります。「格子」をオンにすると、高度30°と60°の円が見えます。
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天の極と天の赤道
地軸を空へ延長すると、天球上の二点、天の北極と天の南極に届きます。空の星々はその周りを回ります。地球の赤道を外へ広げると、両極のちょうど中間に大円が描かれます。これが天の赤道です。天球上の星の位置は、緯度と経度に似た二つの角度で表します。赤緯は天の赤道から北または南への角度、赤経は天の赤道に沿って東向きに測った値で、0hから24hまでの時間で表します。高度や方位角とは違い、これらは星に固有の値で、年が変わってもほとんど変化しません。そのため星表で使われています。
| 天頂 | 真上の点。高度90° |
| 子午線 | 北から天頂を通って南へ結ぶ線 |
| 東の方位角 | 90° |
| 恒星日 | 23時間56分4秒 |
| 空が回る速さ | 1時間に約15° |
| 赤緯 | 天の赤道から北または南への角度 |
- 空は約24時間で360°回ります。1時間では何度回りますか？
- ある星が子午線から東へ45°の位置にあります。子午線を通るまで、約何時間かかりますか？
- 天頂の高度は何度ですか？
- 0°
- 45°
- 90°
- 星の方位角が270°です。どちらを向きますか？
- 北
- 東
- 南
- 西
- 星が東から昇って西へ沈むのはなぜですか？
- 地球が西から東へ自転するから
- 星が一日で地球を一周するから
- 太陽が星を西へ引っ張るから
- 太陽日は24時間0分、恒星日は23時間56分4秒です。恒星日は何分短いですか？（小数第一位まで）
- 星が空で最も高くなるとき、どこにありますか？
- 東の地平線上
- 子午線上
- 西の地平線上
- 同じ星について、一晩ごとに変わらない数値の組はどれですか？
- 高度と方位角
- 赤経と赤緯
- 高度と赤経
- 腕を伸ばした握りこぶし一つ分は約10°です。地平線から天頂まで、こぶし何個分になりますか？
- 天の赤道は、地球の何を空へ広げたものですか？
- 地球の赤道
- 地平線
- 子午線
- 天球は、地球を囲む一つの球にすべての星を配置した模型です。
- 地平線、天頂（真上）、子午線（天頂を通って北と南を結ぶ線）は、観測者を基準に決まります。
- 高度は地平線からの高さです。方位角は北が0°、東が90°、南が180°、西が270°です。
- 地球は23時間56分4秒で一回転するため、空は1時間に約15°、東から西へ回ります。
- 赤経と赤緯で、天球上の星の位置を表します。
このコースの出典 (20)
- Yale Bright Star Catalogue 5th Revised Ed. (Hoffleit and Warren 1991, CDS V/50, cdsarc.cds.unistra.fr/ftp/V/50/, NASA HEASARC BSC5P)
- public domain
- IAU The Constellations (iau.org/public/themes/constellations)
- IAU Catalog of Star Names, WGSN (iau.org/public/themes/naming_stars, list pas.rochester.edu/~emamajek/WGSN/IAU-CSN.txt)
- US Naval Observatory sidereal time formula (aa.usno.navy.mil/faq/GAST)
- NASA Glenn "Telling Time by the Stars" (grc.nasa.gov/WWW/k-12/Numbers/Math/Mathematical_Thinking/telling_time_by_the_stars.htm)
- NASA Space Place "What Are Constellations?" (spaceplace.nasa.gov/constellations) and "How Long Is One Day on Other Planets?" (spaceplace.nasa.gov/days)
- NASA Earth Fact Sheet (nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/earthfact.html)
- JPL Approximate Positions of the Planets, Standish and Williams (ssd.jpl.nasa.gov/planets/approx_pos.html)
- spot-checked against JPL Horizons for 2026-10-18
- IAU Office of Astronomy for Education glossary "Zodiac" (astro4edu.org/resources/glossary/term/391)
- Sky and Telescope "A Sign of the Times" (skyandtelescope.org/astronomy-news/observing-news/a-sign-of-the-times)
- EarthSky "Sun enters Ophiuchus" (earthsky.org/astronomy-essentials/sun-in-ophiuchus-november-30-to-december-18)
- NASA StarChild "Why is Polaris the North Star?" (starchild.gsfc.nasa.gov/docs/StarChild/questions/question64.html)
- IAU press release iau1603 on the WGSN and 227 star names (iau.org/news/pressreleases/detail/iau1603)
- Huntington Library on Bayer's Uranometria, 1603 (huntington.org/uranometria)
- Wikipedia Apparent magnitude for Pogson 1856 (cross-check)
- EarthSky "Can you see Canopus" (earthsky.org/brightest-stars/few-know-the-second-brightest-star-canopus)
- Seogwipo Astronomy Science Center notices on Canopus (jejumaeil.net/news/articleView.html?idxno=112240)
- KASI (kasi.re.kr) for Korean star names.
確認日: 2026-10-18