恒星の大きさ

恒星は、太陽と同じような天体で、大きさや重さは、だいたい太陽に似ています。
太陽よりずっと大きい星を巨星（巨人の星）、太陽ぐらいのやそれより小さい星を、惑星（小人の星）といいます。

いままでに知られているうちでいちばん大きい恒星はケフェウス座ブィブィ星で直径は太陽の2500倍、つぎは、ぎょしゃ座イブシロン星で太陽の2000倍あります。

つぎに、オリオン座アルファ星（ベテルギウス）が1000倍、くじら座オミクロン星（ミラ）が880倍、はくちょう座32A星が700倍です。

これらは、超巨星とよばれています。

太陽と同じくらい、または太陽より小さい矮星が多くいちばん小さいのは、シリウスの伴星があり、太陽の直径の50分の1です。

これは、白色矮星とよばれる、特別な星です。
まだまだ、小さい恒星はあるでしょうが、発見されていません。

恒星の色と温度

夜空を眺め、星を見ると、ほしにはわずかに色がついています。
夏に見えるさそり座のアンタレスは、はっきりと赤く見えます。

また、冬の夜に見える、ぎょしゃ座のカペラは黄色の星でおおいぬ座のシリウスは青白く見えます。

星の色は、その星の表面の温度で決まります。
赤→黄→青と、だいたい、虹の色の並び方かにつれて温度は高くなり赤い星は3000度、カペラや太陽のように黄色の星は6000度、青白い星になると、1万度くらいのものもありあます。

直径が太陽の2000倍もある、特別大きなぎょしゃ座のイプシロン星は目に見える光は出さず、赤外線だけを出しています。

温度は1500度で、恒星としては最低のものです。

また、いろいろの星の光を分光器にかけて調べると太陽の光と同じように、何本もの暗い線のならんだ、虹模様が見られます。

星の色が違うと、この黒い線のならぶ藍様が違ってきます。
これは星の世界の原子が出すものです。

この虹模様の特徴を調べるとO・B・A・F・G・K・Mの型に仲間わけができます。

これをスペクトル型といいます。

このスペクトル型の順序は、高温の星から低温の星と温度によって並べた順序で色でいえば、O・B・A型は青白色、F・G型は黄色、K・M型は赤色になります。

恒星とは

オリオン座や、おおぐま座などのような星座をつくっている星は自分で光をだして輝いています。

これらの星を、恒星といいます。

恒星は、大きさ・重さなどすべて同じように大きいのですが太陽とは、くらべものにならないほど暗く見えるのは、ただ、遠くにあるためです。

実際には、太陽の何千倍も明るい星が、いくつもあります。

星の明るさ

星の明るさをあらわすには、一等星・二等星という言葉を使います。

昔ギリシアの天文学者ヒッパルコスは、恒星のうちいちばん明るい20個あまりの星を一等星としました。

そして、だんぜん暗くなるにしたがって二等星、三等星とし、肉限でやっと見えるいちばん暗い星を六等星と決めました。

いまでは、一等星は六等星の約100倍の明るさで一等級のぼれば、星の明るさが2.5倍ずつ明るくなることがわかっています。

肉眼で見えない星も、もちろんありますが望遠鏡を使えば、どんどん暗い星が見えてきます。

六等星の2.5倍暗い星を七等星、そのまた2.5倍暗い星を八等星と以下九、10等星と続きます。

また、一等星の2.5倍の明るいものは0等星で0等星より明るいものは、マイナスという言葉を使います。
0等星より2.5倍明るい星は、マイナス一等星、そのまた2.5倍明るい星は、マイナス二等星です。

金星はいちばん明るいときにマイナス四等で満月はマイナス12等、太陽はマイナス27等というすばらしい明るさです。

二等星の明るさは、だいたい100ワットの電球を11キロメートル遠ざけたときの明るさにあたります。

恒星までの距離

地球から、恒星までの距離は、非常に遠いのでその距離をあらわすのにキロメートルを使っていたのでは、たいへんな数字になります。

私たちにいちばん近い恒星である太陽でも地球から1.5億キロメートルもあります。
そこで、恒星の距離をあらわすには、観測したり計算したりするのに便利なように光年という単位を使っています。

光は、1秒間に、空間を30万キロメートル（地球の赤道を7まわり半伸ばした長さ）伝わります。

この光でも、太陽から地球に届くまでは、8分あまりかかります。
太陽に続いて近い恒星は、ケンタウルス座アルファ星、およびプロキシマ星です。
ここから地球まで光が届くのには、4年4か月かかります。

光が1年間に届く距離は、約10兆キロメートルで、これを1光年といいます。

この単位を使うと、夜空に見える恒星でいちばん近いのは4.3光年のところにあるといえます。

これは太陽までの距離の、約30万倍遠いことになります。
星座をつくっている星は、何十光年、何百光年のものがふつうです。

いま太陽までの距離は光で8分あまりかかると書きましたが地球圏外に飛び出す秒速10キロメートルのロケットでまっすぐに進むとすると、166日めに着きます。

時速200キロメートルの電気機関車というと地球上では、かなり速いものですが、秒速ではわずか56メートルで太陽までは、約3万日つまり、85年近くかかります。

ところがケンタウルス座の星ではこれの30万倍の時間がかかるわけですから秒速10キロメートルのロケットで約13万年、時速200キロメートルの電気機関車ではなんと2500万年もかかることになります。

恒星までの距離を測るには、地球の公転軌道の直径の長さを利用します。
太陽のまわりを動く地球が、右の図のアのところから半年経つとイの点。
つまり軌道の直径の両方のはしにたっすることになります。

このいちばん離れた両点から見ると、同じ恒星でも、少し違った方向に見えます。

この2つの方向の違いの角度の半分を、視差といいます。
ア～イの長さは、地球・太陽間の距離の2倍の3億キロメートルでこの値と視差がわかれば、恒星の距離が計算されます。

視差の大きい恒星は近く、小さいものは遠くにあります。

恒星の数

私たちの目に見える六等星までの明るさの星は、全天でおよそ500個あります。
夜空に見えているのは、天球の上半分のものだけです。

雲やかすみのため、地平線近くで暗くかすんでいるものをのぞくと夜空に見えている星は、ふつう1000個くらいです。

しかし、街灯のある町の中では、六等星までは見えず見える星は、三等あるいは四等星までで、200～300個くらいしかおりません。

望遠鏡を使うと、もっと暗い星が見えます。
しかも暗い星ほど数が多く、とくに天の川一帯には暗い恒星がたくさん集まっています。

天の川は、私たちの宇宙の姿をしめすものです。
これは全体で1000億個の恒星の集まりです。

私たちが夜空にながめる星は、ほとんど、この天の川宇宙に属するものばかりです。

一年間の星座の動き

毎日、たとえば午後8時と時刻を決めて星空をながめると見える星空は、季節によって、だんだんとかわります。

春に見えていた、獅子座・乙女座の星が、夏には西空に沈み、天の川を中央にさそり・座・いて座や、七夕の星がならびます。

秋の星座はペガスス座・うお座・やぎ座など、数は少なくなりますが冬には、オリオン座・おうし座・おおいぬ座・こいぬ座などたくさんの星座がならびます。

これは、地球の公転運動と関係があります。

昼間、星が見えないのは、太陽の強い光に消されてしまうからで星そのものが消えてしまうのではありません。

金星がいちばん明るいときには、昼間でも見えることがあります。

ところで、太陽と同じ方向にある星座は昼間は太陽の星で見えませんし日の出まえ、日の入り後も、太陽とともに地平線より下にあるので見えません。

太陽が沈み、空が暗くなると、太陽の東側（左）に続く星空が夕方に見える星座として輝くのです。

ところが、太陽と同じ方向に見えるのは、年中同じ星座ではありません。
地球は、太陽のまわりを軌道を描いて、西から東へ公転しています。

動いている地球上からながめると、太陽は、黄道上の星座のあいだを西から東へ、少しずつ動いて見えます。

太陽は、1年かかって黄道上を360度、つまり、ひとまわりするので、1日では約1度、東にうつるわけになります。

こうして星座は、太陽にたいして、1日に1度ずつずれていきます。

私たちの使っている時間は、太陽が地平線から出入りする時刻をもとにして決めたものです。

この時間ではかると、同じ星の出入りの時刻は、毎日4分ずつ早くなります。

こうして、3か月つまり、一季節がすぎると、太陽は黄道上を90度東へうつり同時に、夕方見える星座も、東のほうへ90度うつります。

季節によって違った星座が見られ1年で一回りするのです。

恒星と惑星

星座をつくっている星を、恒星といいます。
夜空には、このほか太陽系の中の地球の兄弟星である、惑星も輝いています。

惑星を、毎日続けて観察していると、惑星は星座のあいだをぬって、ぐんぐんと動いていることがわかります。

星を研究するには、恒星と惑星を見分けることが大切です。

恒星と惑星の見分け方

①　恒星はまたたきますが、惑星はまたたきません。

天体の光は、私たちの目に届くまえに、地球をとりまく空気の層を通り抜けてきます。

この空気の層は、風とか対流とかで、いつもゆらゆらと動いています。
恒星は、見かけの大きさが小さく、その細い光はこの層によってみだされて、途中で千切れてしまい、ちかちか、またたくのです。

けれども、惑星は、その光も太い束で、少しぐらいみだされても全体としては、またたきません。

春の野に見えるかげろうの向こうにある山のように大きいものの姿は、あまりちらつきませんが、細いたち木などが、ゆらゆらと形がゆれて見えるのと同じことです。

②　望遠鏡で見て、まるい形が見えれば惑星で恒星は、どんなに大きく見える望遠鏡でも、点にしか見えません。

③　だいたい、惑星の主なものは、明るく見えます。

金星・火星・木星・土星は、どれも、ふつうの星よりはるかに明るいので目につきやすく、夕方「いちばん星見つけた」と歌われるのは惑星の場合が多いのです。

このようにして、見つけた明るい星で、星図にのっていないものは必ず惑星です。

惑星の位置は天体暦や天文年鑑を見ればのっていますからこれで調べておけば、間違いありません。

また、惑星は、太陽の通り道である、黄道の近くを動いています。
そのため、惑星が飛んでもない方角にあらわれることはありません。

恒星の位置のあらわしかた

地球をとりまく空間を1つの大きな天球と考え地球から遠い星も近い星も距離を考えないで、右下の図のように、すべての星が天球上にくっついているものと考えます。

そして、この天球上に地球と同じように緯度・経度に相当するものを決めておきます。

北の空を見るとわかるように北極星を中心にしてそのまわりのすべての恒星が、まわっています。
ごれは、地球が自転しているために起こる現象です。

そこで、わかりやすく便利なように地球の自転軸が天球とまじわる点を天の北極としそれと反対側の点を天の南極とします。

さらに、地球の赤道を天球上に延長したものを天の赤道とします。

ここで、天球上の天の赤道を0度とし、天の北極をプラス90度、天の南極をマイナス90度とします。

これは地球上の緯度に相当するもので、赤緯といいます。
また天球上の春分点を0度とし、その点から東まわりに一周を24時としたものを赤経といい、これは経度に相当するものです。

このように、天球を赤経・赤緯であらわしたものを天球座標といいます。

たとえば、シリウスを天球座標であらわすと赤経6時42.9九分、赤緯マイナス16度39分となります。

日周運動の起こるわけ

日周運動に、なぜ起こるのでしょうか。

いままでは、ずっと星空がまわるとかいてきましたし大昔の人も、そのように考えていたのです。

ところが16世紀に、コペルニクスという天文学者があらわれ本当に、星座が動くのではなく、地球が西から東へと自転するためであることを発見しました。

汽車に乗って窓から外を見ていると止まっているはずの外の景色が、後へ後へとと、飛んでいくように見えます。

これと同じように、止まっているはずの星が、東から西へ動くように見えるのです。

天の北極というのは、実はこの地球の自転軸をずっと伸ばし天球に突き当たったところなのです。

周極星と出没星

北極星や北斗七星のように、天の北極の近くにある星は、日周運動をしても
地平線の下に沈むことはありません。

このような星を、周極星といいます。
これにたいして、毎日、東の地平線から昇り西の地平線に沈む星を出没星といいます。

星空の回転の中心は、天の北極と正反対の方向にもう1つあり、これを天の南極といいます。
しかし、天の南極に、日本では、地平線の下にあたるので見えませんし天の南極近くにある南十字星や、マゼラン雲も、日本では見えません。

北極の空・赤道の空・南極の空

北極にいくと、天の北極は頭の真上にあり星はみな、このまわりを右から左へと地平線に平行に動きます。
北極地方では、夜空の星はどれも周極星で、出没星はありません。

また天球の南半分（南天）の星はひとつも見えません。
北極地方の1年は半年が夜ばかりの冬です。

この冬のあいだ天球の北半分（北天）のすべての星が水平に日周運動を繰り返すのがながめられます。

赤道地方では、地軸は水平になり、天の北極は北の地平線、天の南極は南の地平線になります。
空に見えるすべての星は出没星で、東の地平線から垂直に昇り西の地平線に垂直に沈みます。

赤道を越えて、南半球の地方に入ると天の北極は地平線の下に沈み、反対に天の南極が南の地平線の上にあがってきます。

南極地方にいくと天の南極は頭の真上にきます。
北極が半年のあいだ昼ばかりの夏のとき、ここでは、夜ばかりの冬です。

この半年のあいだは南天の星が、こんどは左から右へと日周運動を繰り返すのが見られます。

しかし、北天の星は、ひとつも見ることができません。