星図の読み方：方角から一晩と季節の星空へ
向きを変える、数時間後に見る、数か月後に見る。同じ場所の星空も、それぞれ別の理由で違って見えます。まず星図を実際の方角に合わせ、視線を固定して時刻と日付を別々に動かしましょう。
星図の方角を実際の空にどう合わせる？
都市を選び、東西南北、地平線、天頂を確認します。方位角は北から時計回り、高度は地平線から上へ測ります。同じ方向を向いて初めて星の位置を照らし合わせられます。
一晩の間に星が動くのはなぜ？
地球が東向きに自転するため、遠い恒星は西へ動いて見えます。都市と見る方向を固定して時刻だけ進めると、地平線に対する位置の変化が分かります。
同じ時刻でも月が違うと星空が変わるのはなぜ？
地球の公転につれて、夜側が向く宇宙の方向が変わります。都市と現地時刻を固定し、日付だけ変えて星空を比べます。
月を比べる実験で最もはっきり入れ替わるのは、天の川のいちばん明るい部分です。天の川と銀河中心をいつ、どの方角に探すかは、同じ星図で計算し直す授業があります。
方角を合わせてから星空の変化を見る
星を探す前に、星図と自分の向きを合わせましょう。ドラッグは視線を変えます。方向を固定して時刻や月を動かすと、二種類の変化が分かります。
まず地平線を見つける
屋外で南を向くと、星図の下側の地平線は空と地面の境界に当たります。東・西・北のボタンやドラッグで変わるのは見る方向だけです。
方位角は向きの数値で、北0°、東90°、南180°、西270°。高度は見上げる角度で、地平線0°、頭上90°です。明るい星を選び、両方の数値を読んでください。
一晩は方向を固定する
南向きのまま21:00から翌日03:00へ進めます。地球の自転により星は地平線に対して西へ動いて見え、一つの星の方位と高度も変わります。
昇って沈む星も、緯度によっては極の周りを巡り沈まない星もあります。高度が負なら、その瞬間は幾何学的地平線の下です。
時刻を固定して月を変える
現地21:00を固定して日付だけ変えます。地球が軌道上を進み、夜側が向く星空も変わります。一晩を早送りする操作ではありません。
同じ月でもシドニーと台北で見える空は異なり、季節も逆です。北半球の夏を全世界の夏としないよう、操作には月名を使います。
図には現地での限界がある
この図は都市中心と幾何学的な地平線を使います。山、建物、標高、大気差により、実際の境界は変わります。
昼光や薄明で星は見えにくくなります。雲、月光、光害も計算していません。星図は方向を探す道具であり、今夜すべての星が見える保証ではありません。
見ている空に星図を向ける
この星図は収録済みの恒星カタログと都市の座標を使います。ドラッグは視線の方向を変え、時刻と月は別の操作で変えます。まず方角ボタンを試してください。
都市と現地時刻21:00を固定し、見る方向だけ変えます。
都市と見る方向を固定し、一晩の時刻だけ進めます。
都市、方向、現地時刻21:00を固定し、月だけ変えます。
星図は幾何学的な位置を示します。山、建物、大気差、肉眼で見える明るさは反映しません。太陽と月、地球以外の7つの惑星は黄道の近くに描きます。天王星と海王星は肉眼の限界かそれ以遠なので、表示は位置を示すだけで見えるという意味ではありません。
繰り返せる三つの観察
「方角を探す」で東・南・西を押してから星図をドラッグします。日付を変えず、視野中心の方位と地平線の表示を比べます。
「一晩を進める」で21:00から翌日03:00へ進みます。同じ方向を向いたまま、一つの明るい星の方位と高度を追います。
「月を比べる」で現地21:00と方向を固定し、1月と7月を比べます。シドニーでも試し、北半球の季節名をそのまま当てはめないでください。
立っている場所に星図を合わせる
星図は都市の座標と時刻から、カタログの恒星位置を観測者の空へ投影します。南向きの図では地平線が下にあり、東西南北は固定された基準です。ドラッグで変わるのは視線だけです。
方位角は北を0°として時計回りに増え、東90°、南180°、西270°です。高度は幾何学的地平線で0°、頭上の天頂で90°。負の値は地平線の下を示します。
視線を固定し、地球の自転を見る
地球は西から東へ自転し、遠い恒星は西へ動いて見えます。都市と方向を固定して時刻を進めると、星の方位と高度が変わります。星図をドラッグしても時計は進みません。
星の通り道は観測緯度と赤緯によって違います。昇って沈む星もあれば、高緯度では極の周りを巡って沈まない星もあります。すべて同じ弧にはなりません。
同じ時刻に、地球は軌道上の別の場所にいる
地球が太陽の周りを進むと、夜側が向く宇宙の領域も変わります。同じ都市の21:00でも、数か月後には恒星の背景が違います。これは日付の比較で、一晩の動画を引き伸ばしたものではありません。
1月、4月、7月、10月を比べ、選んだ星が地平線の上にあるか記録してください。南北半球では見える範囲も季節も違うため、操作は季節名ではなく月で示します。
星表の座標と現地の方向は別のもの
星表は赤経・赤緯で天球上の方向を記します。この授業の方位角と高度は、一つの都市と瞬間についての値です。都市や時刻を変えると後者は変わり、星の固定した住所にはなりません。
恒星日では遠い恒星を基準に地球の一回転を測り、約23時間56分です。太陽の平均的な戻りを基準にする一日は24時間なので、同じ星は翌日およそ4分早く似た位置に来ます。
図上の位置は見えることの予報ではない
この教具は明るさに上限を設けた収録済み星表と都市中心の座標を使い、滑らかな幾何学的地平線を0°とします。山、建物、標高、大気差、実際の観測地点で見える境界は変わります。
幾何学的には地平線の上でも、昼光や薄明で星が見えないことがあります。雲、月光、光害は計算しません。惑星と月は選んだ時刻の位置に描きますが、天王星と海王星は肉眼ではほとんど、または全く見えません。
よくある質問
星図をドラッグすると星の位置も変わりますか？
いいえ。ドラッグで変わるのは見る方向です。地平線に対する星の動きを比べるには、方向を固定して時刻を変えてください。
図にある星が現地で見えないのはなぜ？
この授業は幾何学的な位置を描きます。星が地平線の下にあるほか、昼光、薄明、地形や現地の空の条件で隠れることがあります。
方位角と高度はどう読みますか？
方位角は北0°から時計回りに測り、東90°、南180°、西270°。高度は地平線0°から天頂90°まで測ります。
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資料とモデルの範囲
StarWindowのd3-celestial星図とHipparcos星表を再利用します。座標変換は幾何学的な近似で、大気差、地形、空の明るさは含みません。