解答と解説

1.

(1)春分
(2)ウ
(3)C

参考ページ…観測者の位置

太陽の方向と自転の向きで観測者の位置の移り変わりを判断します。
季節は地軸の傾き(北極の位置)からほかの季節の地球を想像し、決定します。

(1)
地球は地軸を一定の向きに傾けたまま公転をしています。
太陽を中心に4つの季節の地球を想像してみましょう。
北極の位置を変えないように図を描いてみるとよいです。
北極が見えるということは、地球の公転面を北極星側から
見ていることになります。
北極星側から見ると、公転の向きは反時計回りですね。
次に夏を見つけます。地軸が太陽のほうに傾いている(北極
が明るい)地球をさがしましょう。それが夏の地球です。
その後、公転の向きから、「この日」は春分と判断します。

(2)
その地点の観測者は地球の自転によって、
時間ごとに位置を変えていきます。
北極星側から見ているので、自転の向きも反時計回りです。
自転の向きから、右端が午後6時、が午後9時、イが真夜
中の0時、アが午前3時、左端が午前6時で夜明けですね。
(3)
真夜中の観測者の位置は図ではイの位置なので、そこに
東西の地平線をひき、南を真中に考えます。
すると、東には星座Aが今からのぼってくるところ、
南には星座Bが南中しているところ、西には星座Cが今から
しずんでいくところ、という状況が想像できますね。
     

2.

(1)エ
(2)C
(3)C
(4)C、D
(5)b

参考ページ…観測者の位置 覚えておきたい星座 星座の見え方

まず、季節を決定しておきましょう。地軸の場所を見て、北極に光があたっている地球が夏です。
あとは地球の公転の順番から、
a…夏至  b…秋分  c…冬至  d…春分

(1)
星座Aはa(夏至)の地球からよく見える夏の星座です。
この中で夏の星座はさそり座(エ)ですね。

(2)
「真夜中に南中する星座=夕方東からのぼって、
明け方西にしずむ一晩中見える星座」です。
冬至(c)の地球で、太陽と反対方向の星座をさがしましょう。
星座C
ですね。


(3)
d(春分)の地球で、日没の観測者の位置は
影の部分と自転の向きから考えます。
春分の観測者の位置
このとき、観測者は南を向いて立っているとして考えます。
真南にあるのは星座Cですね。

(4)

    
b(秋分)の地球で、午後9時の観測者の位置も
影の部分と自転の向きから考えます。
夕方(6時ごろ)の観測者の位置と
真夜中(0時ごろ)の観測者の位置の中間ですね。
秋分の観測者の位置
夕方のところから45度ほどまわった位置になります。
このときの観測者の東と西の線が地平線となり、
観測者にとって、地平線の下は見えません。
星座A…南西に見える
星座B…南東に見える
見えないのは、星座Cと星座Dですね。

  
(5)
午前3時というのが中途半端ですが、真夜中と明け方の
中間あたりの時間帯です。
地球の観測者にとって、星座などの天体は「東からのぼって
南東→南中→南西→西にしずむ」という経路を12時間ほど
かけて進むように見えるので、午前3時に南東ということは、
真夜中0時ごろ東からのぼってきた星座です。
星座Cは、a(夏至)の地球からは太陽の方向なので
夜は見えず、c(冬至)の地球からは一晩中見えている
季節の星座ですね。
よって、b(秋分)かd(春分)のどちらかの地球の午前3時に
星座Cは南東に見えることになります。自転の向きに
注意すると3時に南東に見えるのはbの地球ですね。

3.

(1)春分
(2)エ
(3)D

参考ページ…覚えておきたい星座 星座の見え方

地軸が描かれていないので、季節の決定のときに注意しましょう。

(1)
季節を決定します。
夜、オリオン座が見えるというだけでAは冬だということがわかります。
図2でも確認してみましょう。
午後8時から4時間たつと、星座は60度西へ移動し、
南中します。
参考ページ…星の運動>星の日周運動
15(度/時間)×4(時間)=60(度)

冬の代表的な星座が真夜中に南中しているので、
Aは冬至ですね。公転の向きから、
A…冬至
B…秋分
C…夏至
D…春分
ということがわかります。
Dは春分の地球の位置ですね。

夏至は、地軸が太陽のほうに傾き、北極に太陽の光が当たっているときですね。地軸は右図のようになります。

(2)
Bというのは秋分のときですね。公転面を真上から(北から)見下ろした図で考えましょう。
星座は遠いので、星座からの光は太陽系に平行にそそがれていると考え、秋分の地球の観測者の位置から時刻を判断します。
参考ページ…観測者の位置

真夜中(0時ごろ)…オリオン座は東の空に見える
真夜中と明け方の中間(3時ごろ)…オリオン座は南東の空に見える
明け方(6時ごろ)…オリオン座は南中
よって、の午前3時ごろ、ということになります。

図2の冬至午後8時のオリオン座の位置から、3ヶ月前(秋分)の何時にオリオン座が東と南の間45度の位置にくるかを考えてもいいです。

(3)
冬至の午前0時に星座が南中していることから、同じ時刻(午前0時)に西へしずむのは、もっとあとの季節だと推測できます。

 

同じ時刻(午前0時)の星座の位置が90度移動するには、3ヶ月かかります。
冬至の3ヶ月後は春分で、図1ではDの位置になりますね。

公転面を真上から見下ろす図では、D(春分)の地球で観測者の位置を確認してみましょう。
真夜中(午前0時)の観測者からはオリオン座の光は西からきています。しずむところですね。

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