太陽系たいようけい — 太陽たいよう・8 惑星わくせい・小しょう天体てんたいとケプラーの法則ほうそく

この 章しょう で 学まなぶ こと

第だい 8 章しょう で は 太たい陽よう系けい を 学がく び ます。 中心ちゅうしん の 太陽たいよう、 8 つ の 惑星わくせい、 そ し て 小天体しょうてんたい ま で、 私わたし た ち の 「家いえ」 で あ る 太たい陽よう系けい の 全ぜん体たい像 を 見み て い き ます。

• 太陽たいよう の 構こう造ぞう (光球ひかりだま・彩層いろどりそう・コロナ) と 黒点こくてん・フレア を 知ち る
• 地球型惑星ちきゅうがたわくせい (水星すいせい・金星かなぼし・地球ちきゅう・火星かせい) の 共通きょうつう点てん と 違 い を 学がく ぶ
• 木星型惑星もくせいがたわくせい (木星もくせい・土星どせい・天王星てんおうせい・海王星かいおうせい) の 特とく徴ちょう を 押 さ え る
• 月つき の 構こう造ぞう・満ち欠けみちかけ・潮汐ちょうせき を 理り解かい す る
• 小惑星しょうわくせい・彗星すいせい・太陽系外縁天体たいようけいがいえんてんたい な ど の 小天おあま体たい を 知ち る
• 太たい陽よう系けい の 形けい成せい と ケプラーの法則ケプラーのほうそく を 学がく ぶ
• 望遠鏡ぼうえんきょう と 太陽たいよう観かん察さつ の 安全あんぜん ル ー ル を 確かく認にん す る

ポイント: 太たい陽よう系けい は 中ちゅう心しん の 太陽たいよう が 全ぜん質しつ量りょう の 約やく 99.86 % を 占うらない め ます。 残ざん り の 0.14 % で 8 惑星わくせい・衛星えいせい・小天おあま体たい が で き て い る、 と い う 「太陽たいよう が 圧あっ倒とう的てき な 主役しゅやく の 系けい」 で す。

1. 太陽たいよう

太陽たいよう の 基本きほん データ

項こう目もく	値ね
半はん径けい	約やく 70 万ばん km (地ち球きゅう の 約やく 109 倍ばい)
質しつ量りょう	約やく 2.0 × 10³⁰ kg (地ち球きゅう の 約やく 33 万まん倍ばい)
表ひょう面めん温度おんど	約やく 5800 K
中ちゅう心しん温度おんど	約やく 1500 万ばん K
主成分しゅせいぶん	[[水素
年ねん齢れい	約やく 46 億おく年ねん
エネルギー 源みなもと	[[水素

太陽たいよう の 内部ないぶ構造こうぞう

領りょう域いき	役やく割わり
**[[中心核	ちゅうしんかく]]** (コア)
**[[放射層	ほうしゃそう]]**
**[[対流層	たいりゅうそう]]**

太陽たいよう の 大気たいき

層そう	厚あつ さ	温度おんど	観かん察さつ
**[[光球	ひかりだま]]**	約やく 500 km	約やく 5800 K
**[[彩層	いろどりそう]]**	約やく 2000 km	約やく 1 万ばん K
コロナ	数すう百ひゃく万まん km 以上いじょう	約やく 100 万まん-200 万ばん K	[[皆既日食

黒点こくてん と 太陽たいよう活動かつどう

黒点こくてん は 光球ひかりだま上 に 見み え る 暗くら い 部分ぶぶん で、 周しゅう囲い よ り 約やく 1500 K 低てい い た め 暗くら く 見み え ます。 強つよ い 磁場じば が 対流たいりゅう を 抑そもそも え て い る た め に 温おん度ど が 下した が り ます。

用よう語ご	意い味み
**[[黒点周期	こくてんしゅうき]]**
フレア	[[黒点
**[[コロナ質量放出	コロナしつりょうほうしゅつ]] (CME)**
**[[太陽風	たいようふう]]**

太陽たいよう風ふう と 地球ちきゅう への 影響えいきょう

現象げんしょう	内ない容よう
オーロラ	[[太陽風
**[[磁気嵐	じきあらし]]**
通つう信しん障しょう害がい	フレア や CME で 短波たんぱ通信つうしん・GPS・人じん工こう[[衛星
**[[宇宙天気	うちゅうてんき]]**

2. 太陽系たいようけい の 全体ぜんたい像ぞう

太陽系たいようけい の 構成こうせい

区く分ぶん	主おも な 天てん体たい
**[[惑星	わくせい]]**
**[[準惑星	じゅんわくせい]]**
**[[衛星	えいせい]]**
**[[小惑星	しょうわくせい]]**
**[[彗星	すいせい]]**
**[[太陽系外縁天体	たいようけいがいえんてんたい]] (TNO)**

惑星わくせい の 公転こうてん軌道きどう

| 惑星わくせい | 太たい陽よう か ら の 平へい均きん距きょ離り (天文てんもん単位たんい [au]) | 公転周期こうてんしゅうき (年ねん) | |---|---:|---:| | 水星すいせい | 0.39 | 0.24 | | 金星かなぼし | 0.72 | 0.62 | | 地球ちきゅう | 1.00 | 1.00 | | 火星かせい | 1.52 | 1.88 | | 木星もくせい | 5.20 | 11.86 | | 土星どせい | 9.55 | 29.46 | | 天王星てんおうせい | 19.22 | 84.01 | | 海王星かいおうせい | 30.11 | 164.79 |

ポイント: 1 天文てんもん単位たんい (1 au) ≒ 1.496 × 10⁸ km、 地ち球きゅう-太たい陽よう の 平へい均きん距きょ離り で す。

3. ケプラー の 法則ほうそく

ドイツ の 天てん文もん学者がくしゃケプラー が 16-17 世紀せいき に 惑星わくせい の 動どう き を ま と め た 3 つ の 法ほう則そく で す。

法ほう則そく	内ない容よう
**[[第1法則	だい1ほうそく]]** ([[楕円軌道
**[[第2法則	だい2ほうそく]]** ([[面積速度一定
**[[第3法則	だい3ほうそく]]** ([[調和の法則

ケプラー 第だい 2 法則ほうそく の 意味いみ

太陽たいよう に 近きん い 場ば所しょ (=近日点きんじつてん) で は 速はや く、 遠とお い 場ば所しょ (=遠日点えんじつてん) で は 遅おそ く 動どう き ます。 こ れ は 角かく運動うんどう量りょう保存ほぞん の 帰結きけつ で あ り、 後ご に ニュートン の 万有引力ばんゆういんりょく で 説せつ明めい さ れ ます。

大事だいじ: ケプラーの法則ケプラーのほうそく は 観かん測そく か ら 導しるべ か れ た 経験けいけん則そく で、 後ご に ニュートン の 力りき学がく と 万有引力ばんゆういんりょく か ら 理り論ろん的てき に 導出どうしゅつ さ れ ます。 観測かんそく → 法則ほうそく → 理論りろん、 と い う 科学かがく の 歩ふ み の 典てん型けい例 で す。

4. 地球ちきゅう型がた惑星わくせい

地球ちきゅう型がた惑星わくせい の 特徴とくちょう

特とく徴ちょう	内ない容よう
半径はんけい	小しょう さ い (地ち球きゅう の 0.4-1.0 倍ばい)
密度みつど	大だい き い (約やく 4-5.5 g/cm³)
主成分しゅせいぶん	[[岩石
自じ転てん速度そくど	遅おそ い
[[衛星	えいせい]]数
[[環	たまき]]

4 つ の 地球ちきゅう型がた惑星わくせい

| 惑星わくせい | 特とく徴ちょう | |---|---| | 水星すいせい | 大たい気き ほ ぼ な し、 昼ひる約やく 430 ℃・夜よる約やく -170 ℃、 クレーター多 | | 金星かなぼし | 二酸化炭素にさんかたんそ の 厚あつ い 大たい気き、 温室効果おんしつこうか で 表ひょう面めん約やく 460 ℃、 自じ転てん が 逆ぎゃく向むこう き | | 地球ちきゅう | 液体えきたい の 水みず と 生命せいめい、 酸素さんそ を 含 む 大たい気き | | 火星かせい | 薄すすき い 二酸化炭素にさんかたんそ大たい気き、 過去かこ に 液体えきたい の 水みず、 赤色しょく (酸化さんか鉄てつ)、 衛星えいせい 2 個こ |

5. 木星もくせい型がた惑星わくせい

木星もくせい型がた惑星わくせい の 特徴とくちょう

特とく徴ちょう	内ない容よう
半径はんけい	大だい き い (地ち球きゅう の 約やく 4-11 倍ばい)
密度みつど	小しょう さ い (約やく 0.7-1.6 g/cm³)
主成分しゅせいぶん	[[水素
自じ転てん速度そくど	速はや い
[[衛星	えいせい]]数
[[環	たまき]]

4 つ の 木星もくせい型がた惑星わくせい

| 惑星わくせい | 特とく徴ちょう | |---|---| | 木星もくせい | 太たい陽よう系けい最さい大だい、 大赤斑だいあかむら (巨きょ大だい な 高気圧きあつ)、 ガリレオ衛星ガリレオえいせい 4 個こ (イオ・エウロパ・ガニメデ・カリスト) | | 土星どせい | 美よし し い 環たまき (氷こおり と 岩石がんせき)、 衛星えいせいタイタン (厚あつ い 大たい気き) | | 天王星てんおうせい | 自じ転てん軸 が 公こう転てん面めん に ほ ぼ 平行へいこう (=横よこ倒 し)、 氷こおり主成分しゅせいぶん で 氷惑星わくせい に 分類ぶんるい | | 海王星かいおうせい | 青あお い 色いろ、 強風きょうふう (時じ速そく 2000 km 級きゅう)、 トリトン (逆行ぎゃっこう衛星えいせい) |

地球ちきゅう型がた と 木星もくせい型がた の 比較ひかく

| 項こう目もく | 地球型惑星ちきゅうがたわくせい | 木星型惑星もくせいがたわくせい | |---|---|---| | 大だい き さ | 小しょう | 大だい | | 密度みつど | 大だい | 小しょう | | 主成分しゅせいぶん | 岩石がんせき・金属きんぞく | 水素すいそ・ヘリウム・氷こおり | | 衛星えいせい数 | 少しょう | 多おお | | 環たまき | な し | あ り | | 自転じてん | 遅おそ | 速はや |

6. 月つき

月つき の 基本きほん データ

項こう目もく	値ね
半はん径けい	約やく 1737 km (地ち球きゅう の 約やく 1/4)
質しつ量りょう	約やく 7.35 × 10²² kg (地ち球きゅう の 約やく 1/81)
地ち球きゅう か ら の 平へい均きん距きょ離り	約やく 38 万ばん km
[[公転周期	こうてんしゅうき]]
[[自転周期	じてんしゅうき]]

月つき の 表面ひょうめん

部ぶ分ぶん	特とく徴ちょう
**[[月の海	つきのうみ]]** ([[海
**[[月の高地	つきのこうち]]**
クレーター	[[隕石

月つき の 起源きげん (ジャイアント インパクト 説せつ)

約やく 45 億おく年ねん前まえ、 原始げんし地球ちきゅう に 火か星せい サイズ の 天てん体たい (テイア) が 衝突しょうとつ し、 飛とび び 散ち っ た 物質ぶっしつ が 集あつまり ま っ て 月つき が で き た と い う 説せつ が 有力ゆうりょく で す。 月つき の 密度みつど が 地ち球きゅう の マントル に 近きん い こ と、 アポロ計画アポロけいかく の 岩石がんせき分析ぶんせき結果けっか が こ の 説せつ を 支 え て い ます。

月つき の 満みち 欠かけ

月つき は 自分じぶん で 光ひかり っ て い る の で は な く、 太陽たいよう の 光ひかり を 反射はんしゃ し て い ま す。 月つき・地球ちきゅう・太陽たいよう の 位い置ち関かん係けい で 見み え 方かた が 変へん わ り ます。

形かたち	名めい称しょう	太たい陽よう-月つき-地ち球きゅう の 配はい置ち
全部ぜんぶ暗くら い	[[新月	しんげつ]]
右みぎ半はん分光ぶんこう る	[[上弦の月	じょうげんのつき]]
全部ぜんぶ光ひかり る	[[満月	まんげつ]]
左ひだり半はん分光ぶんこう る	[[下弦の月	かげんのつき]]

満みつる ち 欠かけ け の 周しゅう期き は 約やく 29.5 日にち (朔望月さくもちづき)。 地ち球きゅう の 公転こうてん の 影えい響きょう で 恒こう星せい月 (27.3 日にち) よ り 長ちょう い で す。

潮汐ちょうせき

月つき と 太陽たいよう の 万有引力ばんゆういんりょく に よ る 海水かいすい の 動どう き が 潮汐ちょうせき で す。

種しゅ類るい	配はい置ち	干かん満まん の 差さ
**[[大潮	おおしお]]**	[[新月
**[[小潮	こしお]]**	[[上弦

日食にっしょく と 月食げっしょく

現象げんしょう	配はい置ち
**[[日食	にっしょく]]**
**[[月食	げっしょく]]**
[[皆既日食	かいきにっしょく]]
[[金環日食	きんかんにっしょく]]

7. 小しょう天体てんたい

小惑星しょうわくせい

主おも に 小惑星帯しょうわくせいたい (火か星せい-木もく星せい間) に 分ぶん布ぷ す る 岩がん石せき質 の 小天おあま体たい で す。

名称めいしょう	特徴とくちょう
ケレス	最大さいだい の [[小惑星
ベスタ・パラス	大型おおがた[[小惑星
イトカワ	はやぶさ が サンプル を 持じ ち 帰き っ た [[小惑星
リュウグウ	はやぶさ2 が サンプル を 持じ ち 帰き っ た [[C型小惑星

彗星すいせい

氷こおり と 塵ちり で で き た 天てん体たい で、 太陽たいよう に 近きん づ く と 氷こおり が 蒸発じょうはつ し て コマ や 尾お を 形けい成せい し ます。

構こう造ぞう	内ない容よう
**[[核	かく]]**
コマ	[[核
**[[ダストの尾	ダストのお]]**
**[[イオンの尾	イオンのお]]**

由来ゆらい	場ば所しょ
エッジワース・カイパーベルト	[[海王星
**[[オールトの雲	オールトのくも]]**

太陽系たいようけい外縁がいえん天体てんたい

海王星かいおうせい よ り 外側そとがわ を 公こう転てん す る 天てん体たい の 総称そうしょう で、 冥王星めいおうせい や エリス が 含 ま れ ます。 2006 年ねん に 冥王星めいおうせい が 「惑星わくせい」 か ら 「準惑星じゅんわくせい」 に 分類ぶんるい変更へんこう さ れ ま し た。

流星りゅうせい と 隕石せき

現象げんしょう	内ない容よう
**[[流星	りゅうせい]]**
**[[流星群	りゅうせいぐん]]**
**[[隕石	いんせき]]**

8. 太陽系たいようけい の 形成けいせい

太たい陽よう系けい は 約やく 46 億おく年ねん前まえ、 巨きょ大だい な 分子雲ぶんしくも が 自身じしん の 重力じゅうりょく で 収縮しゅうしゅく し て 始はじめ ま り ま し た。

段だん階かい	出来事できごと
① [[分子雲	ぶんしくも]] の 収縮しゅうしゅく
② [[微惑星	びわくせい]] の 形成けいせい
③ [[原始惑星	げんしわくせい]] の 成せい長ちょう
④ [[惑星	わくせい]] の 完成かんせい

スノーライン

太たい陽よう か ら の 距きょ離り が 約やく 2.7 au よ り 外側そとがわ で は 氷こおり が 安あん定てい に 存そん在ざい で き ます。 こ の 境きょう界かい を スノーライン と 呼こ び、 内側うちがわ で は 岩石がんせき の 地球型惑星ちきゅうがたわくせい、 外側そとがわ で は 氷こおり と ガス を 集あつまり め た 木星型惑星もくせいがたわくせい が で き ま し た。

9. 望遠鏡ぼうえんきょう と 太陽たいよう観察かんさつ の 安全あんぜん配慮はいりょ

望遠鏡ぼうえんきょう の 種類しゅるい

種しゅ類るい	特とく徴ちょう
**[[屈折望遠鏡	くっせつぼうえんきょう]]**
**[[反射望遠鏡	はんしゃぼうえんきょう]]**
**[[電波望遠鏡	でんぱぼうえんきょう]]**

太陽たいよう観察かんさつ の 絶対ぜったい ル ー ル

絶対ぜったい ダメ: 太陽たいよう を 望遠鏡ぼうえんきょう や 双眼鏡そうがんきょう・肉眼にくがん で 直ちょく接見せっけん て は い け ま せ ん。 一いっ瞬しゅん で 失しつ明めい の 恐おそれ れ が あ り ます。

安全あんぜん な 太たい陽よう観かん察さつ の 方法ほうほう	注意ちゅうい点てん
**[[投影板	とうえいばん]]** で 像ぞう を 紙かみ に 映うつ し て 見み る
**専せん用よう[[減光フィルター	げんこうフィルター]] (ND5 以上いじょう) を 対たい物ぶつ側 に 装そう着ちゃく**
**[[日食グラス	にっしょくグラス]]** で 肉眼にくがん観かん察さつ
高校こう の [[太陽望遠鏡	たいようぼうえんきょう]] (Hα 専せん用よう)

夜よる の 観察かんさつ の 安全あんぜん配慮はいりょ

場ば面めん	注ちゅう意い
望ぼう遠えん鏡きょう の 設置せっち	平たいら ら な 場ば所しょ、 通行人つうこうにん の じゃ ま に な ら な い
暗くら が り の 移い動どう	赤色あかいろ LED ライト、 段差だんさ注ちゅう意い
山やま で の 観かん察さつ	防ぼう寒かん・熊くま鈴すず・大人おとな同行どうこう・気き象しょう急変きゅうへん へ の 備 え
レーザー ポインター の 使用しよう	飛ひ行こう機 や 通つう行こう人じん に 向むこう け な い

10. ふりかえり

• [ ]太陽たいよう の 構こう造ぞう (中心核ちゅうしんかく・放射層ほうしゃそう・対流層たいりゅうそう・光球ひかりだま・彩層いろどりそう・コロナ) が 言げん え る
• [ ]黒点こくてん が 周しゅう囲い よ り 暗くら い の は 温おん度ど が 低てい い か ら と 説せつ明めい で き る
• [ ]黒点こくてん の 11 年ねん周しゅう期き と フレア・CME を 知ち っ て い る
• [ ]ケプラーの法則ケプラーのほうそく 3 つ が 言げん え る
• [ ]地球型惑星ちきゅうがたわくせい と 木星型惑星もくせいがたわくせい の 違 い (大だい き さ・密度みつど・衛星えいせい数・環たまき) が 言げん え る
• [ ]月つき の 起き源げん (ジャイアント・インパクト説ジャイアント・インパクトせつ) を 説せつ明めい で き る
• [ ]月つき の 満ち欠けみちかけ と 日食にっしょく・月食げっしょく の 配はい置ち が 言げん え る
• [ ]小惑星しょうわくせい・彗星すいせい・太陽系外縁天体たいようけいがいえんてんたい の 違 い が わ か る
• [ ]スノーライン が 地球型ちきゅうがた と 木星型もくせいがた を 分ぶん け た こ と を 説せつ明めい で き る
• 太陽たいよう を 望遠鏡ぼうえんきょう で 直ちょく接見せっけん て は い け な い と 知ち っ て い る

この 章しょう の 安全あんぜん配慮はいりょ

• 太陽たいよう を 直ちょく接せつ見 な い (望遠鏡ぼうえんきょう・双眼鏡そうがんきょう・肉眼にくがん)、 必 ず 投影板とうえいばん か 専せん用よう減光フィルターげんこうフィルター
• 日食にっしょく観かん察さつ は 規き格かく適てき合ごう日食グラスにっしょくグラス の み 使し用よう、 サングラス・CD・黒くろ い 下敷したじき き は 厳禁げんきん
• 夜や間かん観かん察さつ は 大人おとな同行どうこう、 防ぼう寒かん・足元あしもと の 段差だんさ注ちゅう意い
• 望遠鏡ぼうえんきょう の ファインダー に も フ タ を す る (太陽たいよう観かん察さつ中)
• レーザー ポインター を 飛ひ行こう機 や 人ひと に 向むこう け な い

次じの 章しょう: 第だい 9 章しょう で は さ ら に 視し野や を 広ひろ げ て 恒星こうせい と 銀河ぎんが を 学がく び ます。 太陽たいよう の よ う な 星ほし が ど の よ う に 生なま ま れ・進化しんか し・死し ぬ か、 そ し て 宇う宙ちゅう全ぜん体たい が ど う で き た か (= ビッグバン宇う宙ちゅう論ろん) を 知ち り ます。