※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。<3年p.194>
３｜星の動き
p.189では太陽の1日の動きを，宇宙からの見え方と地球上からの見え方で説明できた。次に星の1日の動きに注目する。宇宙からの見え方と地球上からの見え方の２つで理解しようとしたとき，どのように科学的に探究できるだろうか。
注意!! 夜の観測は必ず保護者といっしょに行う。
探究６ 1日の星の動きと観測者
観測してみると，星座はこのように動きました。
図20 南と北の星の動き
あれ？南と北で星の動きの向きが逆ですね。
月の観測（→p.164探究2）と同じ方法で，星の動きを観測します。
① 観測する場所を決め，方位磁針で方位を確認しておく。
② 星座早見盤などを利用してオリオン座を見つけ，その動きを1〜2時間おきに観測する。
③ 北の空でカシオペヤ座を見つけ，同じように1〜2時間おきに観測する。
④ 南の空，西の空，頭上の空の星の動きについても，同じように観測する。
観測者から見た１日の星の動き方は，天球でどのように説明できるか。
星の位置を天球で示すとどう動くだろう？
太陽はこう動いていた。星も同じではないかな？
南北の星の動きはわかったけど，東西の星の動きはどうなっているんだろう？
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北の空の星の動き
このページの使い方
観測者はまず南を向いていると考え，真上にかざして，ふりあおぐようにして見る。ほかの方位も文字が正しく見える向きに持って見る。
天頂の星の動き
東の空の星の動き
南の空の星の動き
西の空の星の動き
図21 いろいろな方位での星の動き（それぞれ30分間撮影，群馬県下仁田町）
南を向いたときは，左手側（東）から右手側（西）へ，時計回りに回転しているように見えます。南の空の星の回転の中心は，地平線の下にあって見えません。反対に，北を向いたときは，右手側の東から左手側の西へ，北極星を中心に反時計回りに回転しているように見えます。
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探究６ 結果から考察する
- 探究4の太陽のときのように，透明半球に星の位置を投影すると考える。
- 東西南北と天頂の星の見え方を透明半球の裏側にはりつける。
- 天の北極を天球の内側から見たとき，天球が反時計回りに一定の速さで回っていると考えると，各方向の星の動き方はまとめて説明できる。
天球と観測者の関係を思い出してみよう。（→p.183）
透明半球の裏側に，東西南北の星の見え方をはりつけました。
透明半球全体が回っていると考えると，5方向の星の動きがいっきに説明できました。
図22 探究6の考察例
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１ 星の１日の動き
星の動く方向は，方位によって異なっている。しかし，天球全体としては，地軸を延長した軸を中心として東から西に1日に1回転しているように見える（図24）。このような動きを星の日周運動といい，太陽の1日の動き方と似ている。
星の日周運動が起こるのは，地球が自転しているためである。地球の自転は1日で1回転であるため，オリオン座もカシオペヤ座も，1日たつとほぼもとの位置にもどる❶。
p.272の例題で，星の日周運動の計算に慣れておきましょう。
下のスライドから，この図の見方をアニメーションで確認することもできます。
↓カーソルを重ねるとスライドが停止します。
上の図では，観測者は常に南を向いている。地球は，1日（24時間）で，1回転（360°）する。このため，星は1時間に約15°（360°÷24時間）動いていくように見える。
図24 地球の自転と星の日周運動❶ 実際には地球の公転の影響もあるため，1日（24時間）より約4分早くもとの位置にもどる。
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２ 星の１年の動き
地球上からは，太陽や星のような1日の周期だけでなく，１年の周期で見え方が変わる天体もある。これらを，宇宙からの見え方と地球上からの見え方の２つで理解しようとしたとき，どのように科学的に探究できるだろうか。
探究７ 季節による星座の移り変わり
図25のように，日本で真夜中に南の空に見られる星座は１年のうちで変わっていきます。
春（3月１日）しし座
夏（6月１日）さそり座
冬（12月１日）オリオン座とおうし座
秋（9月１日）みずがめ座
図25 それぞれの季節で真夜中に南の空に見られる星座
※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。<3年p.199>
各月の真夜中に南中する１２の星座の見え方を帯のように広げたとすると，図26のように表すことができます。
真夜中に見える星座は，移り変わっていくんですね。
１年で変わるなら，地球の公転と関係があるのかな。
真夜中に見られる星座が季節ごとに変わるのは，地球上・宇宙からの見え方でどのように説明できるか。
地球の公転と太陽の関係はこうなっていたね。
このモデルで真夜中のときは，太陽と反対側を向いていることになるね。
星座はこのモデルのさらに外側にあるということだね。
地球が公転していくと，見える景色が変わっていくね。月ごとに見える星座を配置していくと，全体が説明できるね。
モデルを考えて実際にやってみよう。太陽と地球の模型は，p.191図15の方法が使えるね。
自分が観測者になったほうが，見え方がよくわかると思う。観測者は自分たちでやってみようか。
太陽の代わりになる光源がいるね。星座の代わりはどうしようかな。
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探究７ 結果から考察する
太陽のまわりを公転する地球のさらに外側に，星座をつくる恒星があると考える（図27）。
（a）人によるモデル
（b）模型
図27 探究7の方法例
- 図27(a)のようなモデルを考えると，観測者から見た星座は表1のように変わっていった。
- 図27(b)のような模型を考えると，地球が公転していくにつれて，真夜中に見える星座は移り変わっていった。
地球上に観測者がいて，地球が自転しながら公転していると考えると，星座の移り変わりが説明できる。
p.272の例題で，年周運動の計算に慣れておきましょう。
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３ 星や太陽の1年間の動き
毎日同じ時刻に見る星座の位置が１年を周期として西へずれていく動きを星の【年周運動】という❶。天球上の星の年周運動と太陽の動きを合わせて考えると，地球から見た太陽は，星座の間を西から東へと少しずつ動いているように見える。そして，1年後には，太陽は再び元の位置にもどる。このように，天球上で，太陽が星座の間を動く見かけの通り道を【黄道】という。
太陽が天球上を1年かけて動いていくように見えたり，星の年周運動が起こったりするのは，地球が太陽のまわりを1年に1回公転しているからである❷（図28）。
（b）黄道を移動する太陽
図28 地球の公転と季節による星座の移り変わり(b)の黄道の矢印は，太陽がそれぞれの星座を通る道筋で，日付はその時期を示している。太陽と同じ方向にある星座は，地平線の上に出ているのが昼間だけになるため，一日中観測者からは見えない。
↓人と地球をドラッグすることができます。
❶ 地球は太陽のまわりを1年（12か月）で，自転と同じ向きに１周(360°回転)する。それにともない，星は１か月に約30°（360〔°〕÷12〔か月〕)東から西へ動いていくように見える。
❷ 星座が東の空に昇る時刻や南中時刻は1か月に2時間ずつ早くなる。