Do the Sun and Moon Really Rise in the East?

天文学は、知られている中で最も古い科学分野です。 しかし、このような長年の知見から、天体の現象は些細なものであると感じることもあります。 太陽が東から昇り、西に沈むということほど単純なことはないでしょう。

そうではありません。

太陽が東から昇り、西に沈まないのはいつですか

太陽が真東から昇り、真西に沈むのは1年に2日だけです。

日の出と日の入りは、地球が自転するために起こります。

日の出と日の入りが起こるのは、地球が自転しているためで、北極を見下ろすと反時計回りになっています。

地球の傾きと軌道's tilt and orbit
地球の傾きは、太陽が真東から昇る日が年に2日だけあることを意味します。
Wikimedia Commons; modified by Alberto Vecchiato

春分の日、地球の昼と夜の境界面は北極と南極を含んでいるのですが、太陽が真東から昇るのは1年に2日だけです。 春分以外の日は、この平面が歪み、私たちの自転軌道は地球の明暗を不均等に通過することになります。

月についてはどうでしょうか

日の出と日の入りの位置が変わるのは、地球の公転面に対して自転軸が傾いており、その傾きが地球の公転に伴って太陽に対して変化するからだということを、私たちは見てきました。

地球の周りを回る月の軌道は、地球の公転面に対して約5°の角度を成しています。 つまり、地球の自転軸は月の公転面に対して約28.5°傾いているのです。

地球と月の傾き's and Moon's tilts
地球が太陽の周りの軌道に対して傾くように、月も地球の周りの軌道に対して傾いていることが分かっています。 (図は縮尺していません)
NASA / Wikimedia Commons; modified by Alberto Vecchiato

しかしこの場合、1年ではなくおよそ1ヶ月の間に変化が起こります。 太陽は、夏至には最も北から東に昇り、冬至には最も南に昇るという極端な変化をするため、地球は1周する必要があります。

なぜ、月の出は毎日遅いのか?

月の出
Stepan Chubaev / S&T Online Photo Gallery

地球と月の軌道は共に移動しているため、月が出るのが遅くなります。 月の出は毎日遅くなる。 地球が北極から見て反時計回りに回転しているように、月も地球の周りを反時計回りに回っています。 したがって、私たちが星を基準に360度回転して恒星1日(23時間56分)を終えるたびに、月は地球の軌道を少し移動しているのです。 月は恒星に対して27.32日ごとに地球を公転し、恒星月を刻むので、1恒星日に動く量は(360/27.32)度、約13度である。 地球は1恒星日に360°回転するので、残りの13°を作るには約13*(23.9/360)時間かかることになる。 52分です。

月の満ち欠けは、地球と太陽に対する位置にも依存するため、月の出入りの時間と共に満ち欠けも変化します。 月の満ち欠けの仕組みについて、詳しくはこちらをご覧ください。

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