中3理科「銀河系と太陽系のポイントまとめ」

中3理科「銀河系と太陽系のポイントまとめ」練習問題付です。

銀河系

太陽の最も近くに位置する恒星と太陽との距離は4.3光 年であり、これは、太陽と地球との距離の30万倍にあたる。他の恒星はさらに遠くに存在するが、大きな視野に立つと、星どうしが集団を形づくっていることがわかる。集団の規模は、恒星数十個の小さなものから、数千億個をこえる大集団まで、さまざまである。

• 恒星…太陽のように自ら光を出して輝いてる星。

銀河

恒星の見える方向と地球からの距離を調べると、ほとんどの恒星は直径10万光年ほどの凸レンズのような形をした空間に分布しており、その外側に、恒星が球状に集まった集団(球状星回)が分布していることがわかる。この2000億個に近い恒星やその間に広がる星間物質の集団る 銀河系という。太陽系は、銀河系の中心から3万光年のところにある。

• 太陽系…太陽及び太陽の周りを公転する天体。

天の川

地球から見ると、凸レンズ形の中心の 方向には、多数の恒星が重なって見え、天空を横切る川のように白く光っている。

星団

多数の恒星が密集している集団で、銀河面に沿って、約1000個の散開星団が発見されており、また、銀河系を丸くとり囲むような位置には、数十万個の恒星がボールのように密集している星が、100 個以上発見されている。

銀河

星団よりもさらに大きな規模の星の大集団。数億～数千億個の恒星で構成される。宇宙には、約1000億個程 度の銀河が存在すると考えられている。

銀河群と銀河団

銀河の分布を調べた結果、銀河はばらばらに存在しているのではなく、集団をなしていることが わかってきた。銀河の集団で、銀河の数が100個以下程度の小さな集団で1000個程度の大きな集団を銀河団とよぶ。

太陽系を含む銀河系はアンドロメダ銀河や大小マゼラン銀河など約30個の小さな銀河からなる1つの銀河群をつくっている。最も近い銀河団はおとめ座の方向にあるので、おとめ座銀河団とよばれている。さらに、銀河団も集団をなしており、銀河団がいくつか集まっているところは超銀河団とよばれる。

太陽系

太陽系の成り立ちをまず理解。太陽系には、惑星以外にもさまざまな天体が存在する。太陽とその引力によって運動している天体の集団を太 陽系という。太陽と8個の惑星がおもなもので、小惑星・ 衛星・太陽系外縁天体・彗星・流星などが含まれる。

• 太陽系…太陽及び太陽の周りを公転する天体。
• 銀河…が非常に多くの恒星が集まって作られる大きな集団。
• 銀河系…太陽系を含む銀河。
• 恒星…太陽のように自ら光を出して輝いてる星。
• 惑星…太陽の周りを公転してる8つの天体（水・金・地・火・木・土・天・海）
• 衛星…惑星の周りを公転する天体。月は地球のただひとつの衛星。
• すい星…細長い円軌道を公転。（例）ハレーすい星
• 太陽系外縁天体…海王星よりも外側の軌道を公転する天体。

惑星の運動

惑星が太陽のまわりをまわる公転軌道面は、ほぼ同じ平面内にある(水星は約7°傾いている)。このため、天空上では、惑星はいずれも黄道付近に見える。それぞれの惑星が公転する向きはすべて同じであり、また、金星と天王星を除く惑星の自転の向きは、惑星の公転の向きと同じである。惑星公転については、ケプラーが発見した。

地球の様子…地球は太陽の惑星の一つ。ほぼ球形で半径約6400キロメートル。表面は岩石でおおわれ、水と空気があり、生物か生活できる。
太陽の様子…太陽は、恒星の一つ。球形で、地球で大きさは地球の約109倍。表面温度が約6000度のガス体でところどころに黒点がある。黒点の移動は東から西へ動く。

惑星の種類

惑星の数は現在8個であり、地球は太陽に近いほうから3番目の惑星である。太陽のまわりを円に近いだ円軌道をえがいて公転している天体で、いずれも、自分で光を出さず、太陽の光を反射して光っている。現在は8個である。(水星・金星・地球・火星・木星・土星・天王星・海王星)。水・金・地・火・木・土・天・海と覚える。

大きさと密度による惑星の分類

• 地球型惑星…直径は小さく、密度は大きい。（水星・金星・地球・火星）
• 木星型惑星…直径は大きく、密度は小さい。（木星・土星・天王星・海王星）

公転軌道による惑星の分類

• 内惑星…水星・金星（地球の軌道の内側を公転）
• 外惑星…火星・木星・土星・天王星・海王星（地球の軌道の外側を公転）

金星

明けの明星は、東の空で、よいの明星は西の空。

金星の見え方
明け方と夕方にしか見えない。

• 明けの明星…夜明け前に東の空に見える。
• よいの明星…夕方に西の空に見える。

金星の満ち欠けと大きさの変化

• 月と同じように満ち欠けして見える。
• 大きさが変わって見える。

火星

• 火星の見え方…明け方や夕方のほか、真夜中にも見える。
• 火星の見かけの形…ほとんど満ち欠けしないが大きさは変わって見える。

恒星

恒星はまたたいてて見えるが、惑星はまたたかない。太陽以外の恒星までの距離は非常に大きく、このため、地球から見た恒星のおたがいの位置はほとんど変化しないため、星座を形づくっている。

• 恒星…天球上で互いの位置を変えずに、自分で光を出している（またたいて見える）星。惑星は太陽の光を反射するのでまたたかない。
  ＜例＞太陽・アンタレス（さそり座）・シリウス（おおいぬ座）・北極星（こぐま座）・テネブ（はくちょう座）など

恒星までの距離は、光年という単位で表す。1光年は、30万km/s ×365×24×60×60＝9兆5000億km

年周視差
恒星から地球の公転軌道の半径を見た角度で、地球から見て、半年間にその恒星の見える方向の変化をはかって求める。年周視差が大きい恒星ほど地球からの距離は小さい。年周視差は非常に小さい値で最も近い恒星であ るケンタウルス座のプロクシマ星(4.3光年)でも、わずか に0.75にすぎない。

恒星の明るさ
地球から見た恒星の見かけの明るさは、1等星・2等星・…というように等級で表す。1等級ちがうごとに明るさは約2.5倍ずつちがい、1等星は2等星より約2.5倍明るく、6等星より2.5=100倍明るい。また、1等星の2.5倍の明るさを0等星,0等星の2.5倍の明るさを-1等星とよぶ。肉眼で見ることができるのは6等星より明るい恒星だけである。恒星のうち、最も明るく見えるのは、太陽を除いてはおおいぬ座のシリウスで-1.5等星である。

●絶対等級
恒星の見かけの明るさは距離が大きいほど暗い。したがって,同じ明るさの恒星でも、遠くにある恒星ほど暗く見えることになる。そこで、恒星のほんとうの明るさを表す場合には、すべての恒星を32.6光年の距離において見たときの明るさを求め、これを絶対等級といっている。

恒星の大きさ
恒星の大きさは、大陽以外、どんな望遠鏡を使っても直接はかることはできないが、恒星の表面から放出されるエネルギーは、表面温度が高いほど大きく、また、表面積が大きいほど大きくなるから、恒星の色(表面温度)と絶対等級からその恒星の半径を求めることができる。このようにして求めた結果、恒星の大きさ、太陽と同じくらいの大きさのもの(主系列星という)がほとんどであるが、なかには、半径が 太陽の850倍もあるベテルギウスのような恒星(巨星という)や、半径が太陽の0.02倍しかないシリウスBのような恒星(わい星という)もある。太陽 は、表面温度・絶対等級・大きさとも、平均的な恒星である。
➊生系列星…太陽と同じくらいの大きさの恒星で、 温度が高いほど放出するエネルギーが大きいので明るい。
➋巨星…非常に大きい恒星で、密度は小さく、温度とは低い(赤色に見える)が、表面積が大きいため明るい。
➌わい星…非常に小さい恒星で、密度は大きく、温度は高い(白色に見える)が、表面積が小さいので暗い。