デジタルこどもBASEのロゴ特定非営利活動法人デジタルこどもBASE
中学生の学習ノート教科書をもう一段くわしく

年周運動 ── 地球の公転と季節の星

夏は夏の大三角、冬はオリオン座と冬の大三角──季節によって見える星座が違います。これは 地球の公転のせい。1年で太陽の周りを1周するので、夜になる空が季節ごとに違う方向を向くのです。

図でつかむ

地球の公転と季節の星座 ペガスス座 秋の夜の星座 オリオン座 冬の夜の星座 さそり座 夏の夜の星座 しし座 春の夜の星座 太陽 冬(12月) 夏(6月) 春(3月) 秋(9月) 公転の向き(1年で1周) 1か月で約30° 冬の夜:一晩中見える 夏:オリオン座は太陽の方向 → 昼の空にあって見えない 地球から見て太陽の背後にある星座は季節で移り変わる ── この太陽の通り道が黄道(黄道12星座)
地球の公転と季節の星座 ── 12月の地球の夜側はオリオン座を向くが、6月はオリオン座が太陽と同じ方向になり見えない

地球が1か月に約30°公転するため、真夜中に見える星座が季節ごとに入れかわります。オリオン座が冬に見えて夏に見えない理由を、この位置関係で確かめましょう。

地球の公転

用語
公転
地球が 太陽の周りを1年で1周する運動。これにより1年で季節が変わる。
  • 1年(365.25日)で360°公転
  • 1か月で約 30°(360 ÷ 12)
  • 北極側から見て 反時計回り(自転と同じ向き)
  • 地軸は 公転面に垂直な方向から約23.4°傾いている → 季節変化の原因

年周運動 ── 公転による見かけの動き

用語
年周運動
地球の公転によって、星座が 1か月で30°、東から西へ移動して見える運動。
同じ時刻に観察すると

同じ星座を毎月 同じ時刻(例:21時)に観察すると、1か月で 30° 西に移動して見える。

12か月 × 30° = 360° = 1周

日周運動(1時間 15°)と区別すること。

季節と見える星座

  • 春の星座:しし座、おとめ座(春の大三角)
  • 夏の星座:さそり座、はくちょう座(夏の大三角)
  • 秋の星座:ペガスス座、アンドロメダ座
  • 冬の星座:オリオン座、おうし座(冬の大三角)

黄道 ── 太陽の通り道

用語
黄道
地球の公転によって、太陽が天球上を1年で1周する道。黄道12星座の上を通る。
なぜ太陽が動いて見える?

地球が公転している → 地球から太陽の背景にある星座が変わって見える

→ 「太陽は星座を背景にして移動している」と見える

同じ星座を同じ時刻に観察すると

具体例

7月1日 21時に、オリオン座は地平線下(見えない)

12月1日 21時には、オリオン座は東から南東の空に見える

→ 半年で 180° 移動した

1か月で30°、1時間で15° の整理

動きの原因動き
日周運動自転1時間 15°
年周運動公転1か月 30°

黄道12星座

12星座と季節

春分点(3月):うお座 → おひつじ座

夏至(6月):ふたご座 → かに座

秋分点(9月):おとめ座 → てんびん座

冬至(12月):いて座 → やぎ座

→ 1か月で1つずつ移動する(30度)

→ 占星術の「12星座」はここから来ている

季節の大三角

  • 夏の大三角:ベガ(こと座)・デネブ(はくちょう座)・アルタイル(わし座)
  • 冬の大三角:ベテルギウス(オリオン座)・シリウス(おおいぬ座)・プロキオン(こいぬ座)
  • 春の大三角:アークトゥルス(うしかい座)・スピカ(おとめ座)・デネボラ(しし座)
  • 北十字:はくちょう座(夏の星座、十字の形)
  • 南十字:南半球で見える、日本からは見えない

1等星の代表

明るい星たち

シリウス(おおいぬ座):全天で最も明るい

ベガ(こと座):七夕の織姫星

アルタイル(わし座):七夕の彦星

ベテルギウス(オリオン座):赤色超巨星

北極星(こぐま座):地軸の延長線上、ほぼ動かない

つまずきポイント①:日周と年周を混同しない
  • 日周運動:同じ夜の中での星の動き(1時間で15°)
  • 年周運動:同じ時刻に何か月か観察したときの動き(1か月で30°)
  • 計算問題では「○時間後」か「○か月後」かを必ず確認。
つまずきポイント②:公転と自転の向き
  • 公転も自転も 北極側から見て反時計回り
  • そのため星座は 東から西へ動いて見える
  • 時間経過・月経過に関わらず、同じ向きの動き
つまずきポイント③:複合問題
  • 「日周+年周」で問題が出ることがある
  • 例:3か月後、3時間後に同じ星はどう見えるか?
  • 月経過 3 × 30° = 90°(西へ)+ 時間経過 3 × 15° = 45°(西へ)
  • 合計 135° 西に動いて見える

この章でつまずきやすいところ

年周運動は、本文に出てくる数字(30°・15°)と、動く向き(東→西/反時計回り)を正しく結びつけられるかが分かれ目です。日周運動とごちゃ混ぜになったり、向きの説明で立ち止まったりしやすいので、読みながら迷いやすい場面を先取りして整えておきましょう。

1か月で30°を、1時間で30°と読み違える

  • つまずく場面:本文に「1か月で30°、東から西へ移動して見える」と出てきたとき、その前に読んだ日周運動の「1時間15°」と混ざり、年周運動の30°も時間あたりの数字だと感じてしまう場面。
  • 克服のコツ:時系列で整理します。日周運動は同じ夜の中の星の動き、年周運動は同じ時刻に何か月か観察したときの動きと、観察する時間スケールごと切り分けます。30°は「月」、15°は「時間」と単位を意識して読むと混線しません。
  • ミニ例:同じ星座を毎月21時に観察すると、1か月で30°西へずれる。12か月で30°×12=360°となり、1年で元の位置に戻る、と本文の数字を確認できる。

公転で星座が動くのか、星座が地球を回るのか混乱する

  • つまずく場面:本文の「同じ時刻に見える星座が季節で変わるのは、地球が太陽の周りを公転するためです」を読んでいる途中、星座そのものが動いているのか、地球側が動いているだけなのか、見ている自分の立ち位置がわからなくなる場面。
  • 克服のコツ:因果関係で整理します。実際に動いているのは地球で、地球が太陽の周りを進むことで、夜空の見える方向が季節ごとに変わる、というのが本文の説明です。「星座が動く」というのは地上から見たときの見え方であって、教科書ではあくまで公転を原因として整理します。
  • ミニ例:夏の夜にはオリオン座は見えないが、冬の夜には南東〜南の空に見える。星座が動いたのではなく、地球が公転で位置を変えたため見える方向が変わった、と読み取れる。

公転の向きと、星座が動いて見える向きを取り違える

  • つまずく場面:本文に「北極側から見て反時計回り」と「東から西へ移動して見える」が並んで出てきて、公転自体が東から西に向かっているのか、それとも見え方だけ西へずれるのか、図を見ながら迷ってしまう場面。
  • 克服のコツ:位置関係で分けます。地球の公転と自転は北極側から見て反時計回りという向き、星座が東から西へ動いて見えるのは地上の観察者から見た見え方です。「実際の動きの向き」と「見える向き」を別の項目として記録しておくと、本文の図を読むときも混乱しません。
  • ミニ例:3月の21時に南の空に見えていたオリオン座は、4月の21時には1か月分(30°)西にずれ、5月の21時にはさらに西の地平線近くに沈みかけて見える、と観察を続けると公転の向きと見え方の向きの違いがつかめる。

黄道12星座と「夏の大三角」などの季節の星座を一緒くたにしてしまう

  • つまずく場面:本文の後半で「黄道12星座」と「夏の大三角・冬の大三角」が続けて出てきたとき、どれが太陽の通り道に並ぶ星座で、どれが季節ごとに夜空でよく見える星座なのか、頭の中で区別がつかなくなる場面。
  • 克服のコツ:見分け方で整理します。黄道12星座は太陽が天球上を1年で通る道に並ぶ星座、季節の大三角はその季節の夜空に高く見える明るい星のまとまり、という役割の違いで区別します。黄道は「太陽の道」、大三角は「夜空の目印」と、本文中の説明の文脈ごと覚えておくと混ざりません。
  • ミニ例:夏至(6月)の頃、太陽は黄道上でふたご座のあたりにある(教科書により表記に差あり)。一方、同じ季節の夜空には夏の大三角のベガ・デネブ・アルタイルが高く見える。

練習問題

問題1(用語)
  1. 地球の公転周期
  2. 1か月で星座は何度動いて見えるか
  3. 太陽が天球上を動く道は
答えを見る

(1) 1年(約365.25日) (2) 30° (3) 黄道

問題2(年周運動の計算)

ある星座を 9月 21時に観察した。同じ星座を同じ位置で見るには、12月の何時に観察すればよいか。

答えを見る

3か月 × 30° = 90° 西に動いている。日周で 1時間 15°なので、6時間早めに観察すれば元の位置 → 21時 − 6時間 = 15時(昼間で実際は見えない)

問題3(季節の星座)

夏の大三角を構成する星と、冬の大三角を構成する星をそれぞれ1つずつ挙げよ。

答えを見る

夏:ベガ/デネブ/アルタイル / 冬:ベテルギウス/シリウス/プロキオン

まとめ

  • 公転:地球が太陽の周りを 1年で1周。
  • 年周運動:同じ時刻に観察すると、星座は 1か月で30° 西へ。
  • 季節ごとに見える星座が違うのは公転のため。
  • 黄道:太陽が天球上を通る道。黄道12星座を通る。
  • 日周運動(自転・1時間15°)と年周運動(公転・1か月30°)を区別。

もっと知る ── 発展・実生活(出典つき)

※ 教科書の内容に、信頼できる出典をもとにした発展・実生活・時事の話題を補足しています(教科書そのものではありません)。

なぜ季節が変わる?地軸の傾きが本当の主役発展

季節ごとに見える星座が変わるのは公転のためですが、暑い・寒いという季節そのものは「地軸が公転面に垂直な方向から約23.4度傾いていること」が原因です。地軸が傾いたまま公転するので、半球ごとに太陽の南中高度や昼の長さが変わり、受ける日射量が増減して四季が生まれます。地球と太陽の距離の変化が主な原因ではない点に注意しましょう。

出典:国立天文台暦計算室「季節はなぜ変化するのか?」

七夕の織姫と彦星は夏の大三角の星実生活

七夕の織姫星はこと座の1等星ベガ、彦星はわし座の1等星アルタイルで、どちらも夏に見える「夏の大三角」をつくる星です。空が暗い場所では2つの星の間に天の川が横たわるようすが観察でき、物語の舞台が実際の夏の星空であることがわかります。年周運動で夏に空高くのぼるため、七夕の季節によく見えるのです。

出典:国立天文台(NAOJ)「七夕について教えて」

冬の星ベテルギウスはいつか超新星爆発する発展

オリオン座のベテルギウスは一生の終わりに近づいた赤色超巨星で、いずれ大爆発(超新星爆発)を起こすと考えられています。最近の研究では、その時期はまだ10万年以上先になりそうだと推定されました。冬の大三角を見上げるとき、この星が星の一生の最終段階にあることを思い出してみましょう。

出典:アストロアーツ(Kavli IPMU等の研究紹介)「ベテルギウスの爆発は10万年以上先になりそう」

占いの12星座は太陽の通り道「黄道」上にある実生活

占いでおなじみの12星座は、公転によって太陽が天球上を1年で1周する道「黄道」に沿って並んだ星座です。実際には黄道はもう1つ「へびつかい座」も横切っていて、太陽はその上も通過します。占いが12個なのは古代バビロニアが1年12か月に合わせて区切った名残で、天文学の事実とは別物だと知っておくとよいでしょう。

出典:三菱電機 DSPACE「雄大なへびつかい座を探そう」

北極星はずっと同じ星ではない(歳差)発展

地軸はコマの首振りのように、約2万6000年かけてゆっくり向きを変えています。これを歳差といい、そのため北極星も時代とともに交代します。今はこぐま座のポラリスですが、約5000年前はりゅう座のトゥバン、約1万2000年後にはこと座のベガが「北極星」になると考えられています。

出典:国立天文台(NAOJ)「歳差ってなに?」

同じ時刻の星空を1か月で30度動かす公転実生活

毎日同じ時刻に空を見ると、星座は1か月で約30度ずつ西へずれていきます。これは地球が1年(約365.25日)で太陽のまわりを360度公転し、360÷12でひと月あたり約30度進むためです。だから同じ星座を同じ位置で見たいなら、1か月後は約2時間早く観察すればよい、という形で日常の星空観察に使えます。

出典:NHK for School「年周運動と太陽高度(10min.ボックス 理科2分野)」