【中学3年理科】天体の種類と太陽系

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中学3年理科。天体分野で登場する恒星・惑星・衛星について説明します。それぞれがどのような天体を指しているのか、その特徴は何かをしっかりと学習しましょう。また、身近な天体である太陽系についても学習します。内惑星と外惑星、地球型惑星と木星型惑星の特徴とその違いも習得しましょう。

恒星・惑星・衛星

宇宙の話で登場するのが「恒星」「惑星」「衛星」の3つです。これらがどんな天体を指しているのかがわからないと運動のようすも想像できません。まずは下の図を見てください。
天体の種類

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恒星とは

恒星とは、みずから光を放つ天体です。水素原子がヘリウム原子に変わる核融合反応を起こし、膨大な光と熱を放っています。

恒星には次のような天体があります。

  • 太陽

夜空に輝く星も、全て太陽と同じような恒星になります。地球から非常に遠いところにあるので、光の点にしか見えませんが、自ら光を放って輝いています。

惑星とは

惑星とは、恒星(太陽)の周りを公転している天体で、恒星(太陽)の光を反射して輝いています。自らは光を放っていません。太陽のまわりには、地球を含め8つの惑星が公転しています。太陽から近い順に、

  • 水星
  • 金星
  • 地球
  • 火星
  • 木星
  • 土星
  • 天王星
  • 海王星

すべて太陽を中心に公転しています。

衛星とは

衛星とは、惑星のまわりを公転する天体です。太陽のような恒星のまわりではなく、地球のような惑星のまわりを公転する天体です。私たちが住む地球にも衛星があります。そうです月です。その他にも、太陽系の惑星にはさまざまな衛星があります。

  • フォボス
  • ダイモス
  • エウロパ
  • イオ
  • タイタン

などなど、木星や土星のまわりを公転する衛星が多いようです。

天体の種類の確認問題

  1. 自ら光を放つ天体を何というか。
  2. 次の中から、自ら光を放つ天体を選べ。
    ア 木星  イ 土星  ウ 金星  エ リゲル
  3. 太陽の周りを公転する天体を何というか。
  4. 次の中から、太陽の周りを公転する天体を選べ。
    ア 月  イ イオ  ウ エウロパ  エ 天王星
  5. 地球や木星、土星などのまわりを公転する天体を何というか。
  6. 次の中から、5を選べ。
    ア ベテルギウス  イ 太陽  ウ 水星  エ フォボス

解答

  1. 恒星
  2. 惑星
  3. 衛星

太陽系とは

太陽系とは、みずから光を放つ天体である太陽と、その周り公転する惑星、その周りを公転する衛星の全てを含めたものです。要するに、太陽を中心に動いている天体すべてをひっくるめて太陽系と呼びます。

太陽系の惑星

太陽系には8つの惑星があります。太陽から近い順に、「水金地火木土天海」と覚えましょう。

  • 水星
  • 金星
  • 地球
  • 火星
  • (小惑星)
  • 木星
  • 土星
  • 天王星
  • 海王星

太陽系の惑星

小惑星

この他にも、火星と木星の間を公転している、星の残骸のような小惑星というものもあります。この小惑星が彗星(すいせい)として地球にやってくることもあります。

彗星(すいせい)

彗星とは、太陽を中心に楕円(だえん)軌道で公転してる天体です。長い尾が伸びる特徴的な形で地球から確認することができます。有名なものとしてハレー彗星ヘール・ボップ彗星百武彗星などがあります。

地球型惑星と木星型惑星

太陽系には8つの惑星がありますが、その惑星のつくりから次の2つに分類されます。

  • 地球型惑星
  • 木星型惑星

地球型惑星

地球型惑星には、水星・金星・地球・火星の4つがあります。この中で地球が一番大きいので、地球型惑星と名称がつけられています。この4つの惑星には共通した特徴がみられます。

  • 直径が小さい
  • 質量が小さい
  • 密度が大きい
  • 公転周期が短い
  • 自転周期が長い
  • 金属の核を持ち岩石で覆われている
  • 衛星が少ない

太陽に近いところを公転しているから、公転周期は短いのですね。

木星型惑星

木星型惑星には、木星・土星・天王星・海王星の4つがあります。この中で木星が一番大きいので、木星型惑星と名称がつけられています。この4つの惑星にも共通の特徴がみられます。

  • 直径が大きい
  • 質量が大きい
  • 密度は小さい
  • 公転周期が長い
  • 自転周期は短い
  • 岩石の核を持ち液体や気体で覆われている
  • 衛星が多い

土星の密度は太陽系の惑星の中で最も小さく、水に浮くレベルの密度になります。

内惑星と外惑星

太陽系の惑星のもう一つの分類方法として、地球より内側を公転しているのか、外側を公転しているのかによって、内惑星外惑星として分類する方法があります。

内惑星と外惑星

内惑星

地球よりも内側を公転している惑星を内惑星といいます。言い方を変えると、地球よりも公転軌道が内側にあるということもできます。内惑星には、水星・金星があります。

内惑星は、地球よりも内側を公転しているので、真夜中に観測できないなどの特徴があります。その他にも見え方に特徴がありますので、後日説明します。

外惑星

地球よりも外側を公転している惑星を外惑星といいます。言い方を変えると、地球よりも公転軌道が外側にある惑星です。外惑星には、火星・木星・土星・天王星・海王星があります。

太陽系の確認問題

  1. 太陽系には、何個の惑星があるか。
  2. 太陽系の惑星の中で地球型惑星をすべて答えよ。
  3. 太陽系の中で一番大きい惑星を答えよ。
  4. 太陽系の中で一番密度が小さい惑星を答えよ。
  5. 地球よりも内側を公転している惑星を何というか。
  6. 火星と木星の間を公転している岩石のようなものを何というか。

解答

  1. 8個
  2. 水星、金星、地球、火星
  3. 木星
  4. 土星
  5. 内惑星
  6. 小惑星

【理科問題❶】天体の種類

問題下の図は、太陽系のつくりを表したもので、その一部を拡大した図ものせてある。これについて、以下の各問いに答えよ。

天体の種類

(1)図で、太陽のように自ら光を放つ天体をなんというか。

(2)太陽のまわりを、太陽に近い順に、水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星が一定の周期で回ってる。このように太陽の周りを天体が回ることを何というか。

(3)水星や火星、地球などのように、太陽のまわりを回る天体を何というか。

(4)太陽系の(3)の中で、最大のものは何か。天体の名称を答えなさい。

(5)地球には衛星の月があります。では、衛星とはどのように運動しているか。簡潔に説明しなさい。

(6)次のうち、衛星に該当する天体を1つ選び、記号で答えよ。
ア 天王星  イ アンタレス  ウ フォボス  エ 土星  オ 太陽

【解答・解説❶】天体の種類

(1)恒星

太陽のように、自ら光を放つ天体を恒星といいます。夜空に輝く星も恒星です。太陽と比べると非常に遠くにあるので、光の点にしか見えません。

(2)公転

太陽などの恒星のまわりを回ることを公転といいます。地球の場合、太陽のまわりを反時計回りに1年で360°公転しています。

(3)惑星

地球のように、太陽などの恒星のまわりを公転する天体を惑星といいます。太陽系には以下の8つの惑星が存在します。太陽に近い順に、
水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星

(4)木星

太陽系の惑星の中で最大になるのが木星です。太陽系の惑星で最小なのは水星になります。

(5)惑星のまわりを公転する。

衛星とは、地球のような惑星のまわりを公転する天体です。木星や土星のように大きな惑星には多くの衛星があります。地球には月のみが衛星として存在します。

(6)

アの天王星は太陽系の惑星です。イのアンタレスは、夏にの真夜中に見えるさそり座の中の1等星で、太陽と同じ恒星になります。赤い天体になります。エの土星は太陽系の惑星で、オの太陽は自ら光を放つ恒星です。したがって、答えはウのフォボスになります。フォボスは火星の第一衛星で、火星のまわりを一定の周期で公転しています。

【理科問題❷】太陽系の惑星

問題下の表は、太陽とそのまわりを公転する8つの惑星、地球の衛星である月についてまとめたものである。これについて次の各問いに答えよ。

太陽系

(1)表中のAの惑星は、太陽に最も近い公転軌道を公転している天体で、太陽系の惑星の中で大きさ、質量ともに最小のものである。この天体Aは何か。

(2)表中のBの惑星は、太陽系で太陽に近い方から2番目の惑星である。この惑星Bは、太陽系内で最も地球に似た惑星であるため、地球の姉妹惑星と表現されることがある。この天体Bは何か。

(3)表中のCの惑星は、地球の外側の軌道を公転している惑星である。表面が赤く見えることから赤い惑星と呼ばれており、極付近に水と二酸化炭素の氷からなる極冠がある。また、フォボスとダイモスという2つの衛星をもっている。この天体Cは何か。

(4)表中のDの惑星は、太陽系の惑星の中で最大の惑星である。表面に大赤斑という模様がみられる。この天体Dは何か。

(5)表中のEの惑星は、太陽系の中で2番目に大きな惑星である。大きな環を持っており、衛星は62個も存在する。この天体Eは何か。

(6)表中のFの惑星は、太陽系の中で3番目に大きな惑星である。この惑星の自転軸は公転面に対しほぼ横倒しに倒れているのが大きな特徴である。この天体Fは何か。

(7)表中のGの惑星は、太陽系の中で最も遠い位置を公転する惑星である。巨大な氷の惑星で、太陽から離れているため温度が低いのが特徴である。この天体Gは何か。

(8)小惑星が公転しているのは、どの惑星の間か。A~Fの記号で2つ答えよ。

(9)表の惑星の中で、内惑星であるのはどれか、A~Fの中からすべて選び、記号で答えよ。

(10)表の惑星の中で、質量が小さく密度が大きい地球型惑星にあてはまるものを、A~Fの中からすべて選び、記号で答えよ。

(11)表のアには、地球の赤道直径を1としたときの太陽の赤道直径の大きさが入る。次の中から最も適当な数字を1つ選び、番号で答えよ。
① 64  ② 109  ③ 224  ④ 1500  ⑤ 6000

(12)表のイには、月の自転周期(日数)が入る。次の中から最も適当な数字を1つ選び、番号で答えよ。
① 約3日  ② 約7日  ③ 約15日  ④ 約27日

【解答・解説❷】太陽系の惑星

(1)水星

太陽系の惑星で、最も太陽に近い位置を公転している惑星は水星になります。質量が最も小さいので、大気をとどめておく重力弱く、大気はほとんどありません。

(2)金星

太陽系の惑星で、太陽に2番目に近い惑星が金星です。金星は大きさなどが地球とよく似ており、古くから明けの明星、よいの明星として親しまれています。

(3)火星

地球よりも外側を公転する火星は、地球の半分くらい程の大きさの惑星です。表面が赤いのが特徴です。

(4)木星

太陽系最大の惑星で、大赤斑とよばれる丸い模様が特徴です。

(5)土星

太陽系の惑星で2番目に大きい惑星が土星です。大きな環を持っており、多くの衛星も存在します。また、太陽系の惑星で最も密度が小のも特徴です。

(6)天王星

太陽から7番目に近い惑星が天王星です。自転軸が真横に倒れているのが特徴です。

(7)海王星

太陽系の惑星で一番外側を公転しているのが海王星です。表面が氷におおわれているのが特徴です。

(8)C、D

小惑星は、火星と木星の間を公転しており、無数の小惑星が帯のように並んでいます。

(9)A、B

内惑星は、地球よりも内側を公転する惑星のことをいいます。地球よりも公転軌道が内側にあるのは、水星と金星です。内惑星は真夜中に観測できないなどの特徴があります。地球よりも外側を公転する惑星は外惑星になります。

(10)A、B、C

地球と同じように、質量や直径が小さく、密度が大きい惑星を地球型惑星といいます。地球型惑星には、太陽から近い方から、水星、金星、地球、火星が該当します。ガスでできており、質量や直径が大きく、密度が小さい惑星は木星型惑星と呼ばれます。

(11)

太陽の大きさは、地球の直径を1とすと、約109の大きさになります。

(12)

月の自転周期は約27日、月の公転周期も約27日となるため、地球に常に同じ面を向けた状態になります。月の満ち欠けの周期は約29.5日であることも覚えておきましょう。

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