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天文の質問

太陽系惑星の順番について

Q.水・金・地・火・木・土・天・(海)・(冥)?

惑星は太陽に近い順に言うと、

「水・金・地・火・木・土・天・海・冥」

ですよネ?お父さんは、

「水・金・地・火・木・土・天・冥・海」

って言うんですけど。どちらが正しいの?

A.水・金・地・火・木・土・天・海・冥

惑星は、太陽の周りを円に近い楕円軌道を描いて回っていて、太陽からの平均距離は、太陽から近い順に、惑星の頭文字を取って「水金地火木土天海冥」となります。
ところが冥王星の軌道は、離心率が非常に大きいために、太陽から29.694天文単位まで接近しますが、遠ざかると49.386天文単位になります。

また海王星の軌道は、太陽に接近したときは29.840天文単位、遠ざかったときは30.380天文単位となり、いずれも冥王星の太陽接近時の距離よりも遠い位置になります。

これは冥王星の軌道が、海王星の軌道の内側へ入っていることになります。その時期は、1979年1月から1999年3月までです。この期間は、太陽から近い順に「水金地火木土天(冥)(海)」といわれるのです。

冥王星は、太陽の周りを約248年かかって回っていて、その間の約20年間だけ海王星よりも太陽に近い位置にいます。
ですから、1979年から1999年までは「水金地火木土天冥海」も正しかったのです。

※2006年8月に惑星の定義が見直され、冥王星は惑星ではなく、海王星の外側にたくさんある太陽系外縁天体の代表となりました。

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春分・秋分の日の昼と夜の長さについて

Q.春分、秋分の日は本当に昼夜平分?

春分の日や秋分の日って、確か「昼と夜の長さが同じ日」って習いましたが、新聞や理科年表で日の出、日の入りの時間を調べたら、ピッタリ同じ時間になりませんでしたけど、どうしてですか?

A.春分の日、秋分の日は、ほぼ昼夜平分です。

2008年の明石での春分の日の日の出は6時3分、日の入りは18時12分で、昼間が12時間9分、夜間が11時間51分となり、昼間が18分長くなっています。
また、秋分の日の日の出は5時48分、日の入りは17時57分で、やはり昼間が19分長くなっています。
このように昼間が長くなっているのは、次の二つの理由からです。

1、日の出とは、太陽の縁の一部が地平線上に出た瞬間を言います。また、日の入りとは、太陽が地平線に全部入った瞬間を言います。これによって太陽の直径分だけ動く時間、昼間が長くなります。

2、地平線近くなった太陽は、空気の屈折によって浮き上がって見えます。浮き上がりの量は、地平線付近で34′ほどになり、その角度だけ日の出入に太陽が動く時間、昼間が長くなります。
明石付近で昼夜平分になる日を調べてみますと、2008年は春分の日の4日前の3月16日、秋分の日の3日後の9月26日になります。

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一年で最も昼間の時間が短い日

Q.昼間が一番短い日は冬至の日ですか?

冬至の日が1年で最も日の入りが早いと思っていましたが違うのですか?

A.昼間が一番短い日は冬至の日ですが、日の入りが一番早いのは12月上旬です。

昼間が最も短い日は、下の表のように冬至の日です。(神戸の値~平成20年気象の暦より~)

日付
日の出
日の入り
昼間の長さ
12月11日 6時56分 16時49分 9時間53分
14日 6時58分 16時50分 9時間52分
17日 7時00分 16時51分 9時間51分
21日 7時2分 16時52分 9時間50分(冬至)
27日 7時5分 16時56分 9時間51分
30日 7時6分 16時58分 9時間52分
31日 7時6分 16時59分 9時間53分

日の入りの最も早い日は、12月上旬です。神戸では16時48分です。
一方、日の出の遅い日は、1月上旬です。神戸では、7時7分です。

このように、日の入りの最も早い日が冬至の日にならないのは、次の理由によります。
もし、私たちが見ている太陽(視太陽時)が、いつも正午(平均太陽時)に真南に来れば、このような問題はおこりません。
ところが、太陽は、地球から見ていると天球上を1年かかって1周します。
ですから、1日に地球が自転している間に、太陽は東の方へ平均1度ほど動いています。

この動きがいつも一定であればよいのですが、次の理由によって太陽が東の方へ移動する量は、季節によって変化します。

  1. 太陽の動く道(黄道)と天の赤道が23.4度傾いていること。
  2. 地球が太陽のまわりを楕円軌道でまわっていること。

太陽が東へ移動する量が平均よりも大きいときは、日の出も日の入りも遅れますが、その量が平均よりも小さいときは、日の出も日の入りも早まります。
冬至の頃は、この移動する量が大きいために日の出、日の入りが遅くなります。それと昼間の長さが変化するのと合わさって、日の入りの最も早い日が冬至の前にずれ込み、日の出の最も遅い日が冬至の後になります。

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太陽の沈む方角(冬至)について

Q.冬至の日の太陽の沈む方向は?

冬至の日に日の入りの写真を撮りたいのですが、太陽の沈む方向は?

A.その土地の緯度によって違います。

太陽の沈む方角は、太陽の天球上の位置と観察する土地の緯度によってかわります。

冬至の日の太陽は、赤経18時0分、赤緯-23.4°にあります。
12月22日(冬至の日)の太陽の沈む方角は、神戸・明石(約35°)では、真西から約29°南よりです。

なお、この日に赤道で見ると、真西から約23.4°南よりに沈みます。
また、南緯66.6度より南の土地では、太陽は沈みません。

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