【iOS版アプリ】不具合のお知らせ

1.太陽の南中高度は緯度と季節によって影響を受ける。
⇒冬至なら90度-緯度-23.4度。夏至なら90度-緯度+23.4度。

2.オリオン座の南中高度は緯度のみに依存し、季節の影響はほとんどない。
Stella Theater Liteという天体観測ソフトでみると
⇒冬至の深夜24:00のオリオン座の位置≒夏至の正午00:00のオリオン座の位置

「両者とも非常に遠いところにあって平行光線が地球上に投影されているとみなしてよい。」と、こどもの教科書にはかいてあるのに、その挙動に違いがあるのはなぜ?

「オリオン座のほうが、太陽よりもはるかに遠いからだよ」みたいに子供には説明したんだけど自信はさっぱりありません。


この方面に詳しいかた、よろしくお願い申し上げます。

A 回答 (5件)

地球から見る天体の位置は赤緯・赤経で表わします。

 (地球の赤道と子午線を延長して描いた天の赤道と天の子午線を基準にして天体の位置を緯度・経度で表したもの。) 

恒星は距離があるために位置は一年を通してほとんど変化しませんが、太陽・月・惑星は近いので地球からの見かけの位置(赤経、赤緯)の変化が大きいわけです。

天体の南中高度は 90-(l ± d)で計算できます。 (天体南中時の子午線面図を見れば明白)
lは観測緯度、 dは赤緯、 ±は観測位置と太陽の位置によります。 観測位置、天体の位置共北緯(又は南緯)にあれば-、異なれば+となります。

したがって北緯45度の地点における
冬至は太陽が南回帰線上にあり、赤緯が南緯23.5度となりますので、
太陽高度は 90-(45+23.5)となり21.5度となり、夏至の太陽高度は 90-(45-23.5)となり68.5度
となります。

星はこのlの値が変化しないために南中高度はほとんど変わりません。

太陽の南中時間は地球の公転軌道が真円でないためにずれます。星も公転によって毎日星との相対位置が変わってしまうので南中時間は毎日僅かずれて行きます。 そのため季節によって見える星が変わって行くことになります。

したがって子供さんへの説明はそれでいいのではないでしょうか。 
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星の高さが変らないのでなく、星と地軸の傾きの関係が変らないのです(太陽は公転に伴って360度変りうるのに対し)

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こー言う時は、北極星はいつも同じところにあるよね。

お星さまは高さはいつも変わんないんだよ。と教えましょう。
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#2の方のご説明は混乱させてしまうかと思います。


夏の昼に見る(見えたとして)オリオン座の南中高度と、冬の夜に見るオリオン座の南中高度は同じです。

要は上記で言うなら(具体的に日付を示しましょう)

6月18日に太陽とオリオン座が同時に南中する時は太陽はおうし座に、12月15日に夜中にオリオン座が南中する時は、太陽はその裏、昼間のへびつかい座の位置(高度)で南中するのです。
6月は地球>太陽>オリオン座の位置関係になっているのに対し、12月は太陽>地球>オリオン座の順の位置関係です。それだけ?と思うかもしれませんが、地球の地軸の傾きは宇宙空間に対し一定ですから、6月も12月もオリオン座の方向に北極が向くように傾いています。即ち、6月も12月もオリオン座に対する地軸の傾きは同じ=南中高度は同じ なのに対し、太陽は6月はオリオン座と同じ傾きの際に南中するので高度が高い一方で12月はオリオン座とは裏側、即ち、傾きが反対、南極が太陽を向く位置で南中するので高度が低く[南半球での高度が高く]なるのです。

絵を描いてみると良いでしょう。
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太陽自身が天球上を移動し、その位置(結果として高度)を変えるからです。



オリオン座は年中いつでも、今オリオン座がある位置。
でも、太陽は星占いでも星座を渡り歩いていくように、そのときどきで居る位置(星座)が変ります。
例えば、ある時は(年中同じ高度であるおうし座と同じ)おうし座の高度、又ある時は(年中同じ高度であるふたご座と同じ)ふたご座の高度・・・・といった具合です。

仮に、太陽が一年中みずがめ座に居るなら、一年中(みずがめ座と同じ)一定の高度でしょう。
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