太陽を公転する地球とその地球を公転する月の位置関係

私たちが存在する地球上の生活は、太陽・地球・月との位置関係や空気・水の組成などで極めて微妙なバランスの上に成り立っています。

今回は、太陽・地球・月の位置関係についてまとめてみました。

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太陽と地球の位置関係

地球からの距離…約1億5000万km（1天文単位という距離の単位にもなっています）
直径…約140万km（地球の約109倍）
球形で自転している（黒点の移動を観察するとわかる）

引用元-太陽・地球・月

太陽以外で地球に一番近い恒星こうせいは「ケンタウルス座」のアルファ星で4.3光年、冬の夜空に青白くかがやく「おおいぬ座」のシリウスは 地球から8.7光年にある星です。

では地球と太陽のきょりはどれぐらいでしょうか。
地球と太陽のきょりは1億4960万kmあります。光の速さは毎秒29万9792.458kmで、光が1年かかってたどり着くきょりを1光年といい、9兆4600億kmです。

地球と太陽のきょりを1光年のきょりで割ってみると、0.00001581光年、分になおせば8分19秒。つまり太陽から出た光は約8分後に地球に届くということです。恒星と比べるととても近くにあるということがわかりますね。

引用元-地球から太陽までは、何光年ですか？│太陽│宇宙科学研究所キッズサイト「ウチューンズ」

地球と月の位置関係

地球と月の間の距離…約38万km
地球の直径は約1万3000km
月の大きさ（直径）は約3500km　…地球の約4分の1（0.27倍）

引用元-太陽・地球・月

地球からはいつも月の表側を見ています。（*）表側の明るい部分は「高地」、暗い部分は「海」と呼ばれています。地球から見えない裏側には隕石の衝突でできたクレーターがたくさんあります。最近では表と裏で地下のつくりも違うことがわかってきました。どうして月の表と裏でこんなに違うのでしょうか。
（*）地球の衛星である月は、地球のまわりを1公転する間に、1自転します。自転も公転と同じ27.32日の周期のため、地球からはいつも同じ面しか見ることができません。

引用元-JAXA｜もっと知りたい！ 「月」ってナンだ!?

太陽と地球と月の位置関係｜公転

地球や月などの天体が他の天体のまわりを回ることを公転（こうてん）といいます。地球は太陽のまわりを公転していて、北極を上にして宇宙から地球を見ると、太陽のまわりを反時計回りに一年かけて一周しています。

また、月も地球のまわりを公転しています。月は地球のまわりを反時計回りに約27日間で一周しています。

引用元-日食・月食のふしぎ｜キヤノンサイエンスラボ・キッズ

太陽と地球と月の位置関係｜月の満ち欠け

月はみずから光っているのではなく、太陽の光を受けて輝いています。月は、直径が約3500kmの球形をしており、地球の衛星として、地球のまわりを回っています。それによって地球と月と太陽の位置関係が変化していきます。図のように月が地球のまわりを動いていくと、太陽の光を受ける部分と影の部分との比率が、地球から見て少しずつ変化します。これが満ち欠けの原因です。

満ち欠けとともに見える場所がちがってくるのも、月が地球のまわりを動いているからです。新月の時には、月は地球から見て太陽の方向にあり、動いていくにつれ、しだいに明るい部分が太くなっていき、太陽と反対側にきたときに満月となります。

新月の瞬間から、半月、満月となって再び新月に戻るまで、約29.5日かかります。新月の瞬間を0として、月の満ち欠けのようすを日単位で数値で示したものを「月齢」とよび、新聞などの暦（こよみ）欄にしばしば掲載されています。

満ち欠けのようすをくわしく調べてみると、表面の模様はほとんど変わらず、太陽の光をあびて輝く部分が変化していくだけです。

引用元-宇宙・天文まめ知識　なぜ月は満ち欠けするのか？

日食が起こるのは太陽と地球と月の位置関係

地球と月の公転によって、毎日、太陽・地球・月の位置関係は変化しています。日食は、太陽と地球の間に月が入り、太陽・月・地球の順番に一直線に並んだときに起こります。このとき、地球上の限られた場所で太陽の一部またはすべてが月によって隠され、月の影になった地球の一部分では太陽の光が届かなくなります。

月によって太陽の一部が隠されることを部分日食、太陽がすべて隠されて見えなくなることを皆既日食といいます。

また、月が太陽を隠しきれず、太陽が輪のように見えることがあります。これが金環日食です。
月や太陽の大きさ自体は変わらないのに皆既日食と金環日食があるのはどうしてでしょうか？
その秘密は、月の公転軌道（公転する道すじ）にあります。

実は、地球から見た月の見かけの大きさが、太陽よりも大きくなったり、太陽よりも小さくなったりしているのです。

引用元-日食・月食のふしぎ｜キヤノンサイエンスラボ・キッズ

月が地球のまわりを回る公転軌道や地球が太陽のまわりを回る公転軌道は、完全な円ではありません。それぞれ細長い楕円形（だえんけい）になっています。そのため、地球から月や太陽までの距離はいつも変化しています。

引用元-日食・月食のふしぎ｜キヤノンサイエンスラボ・キッズ

そのため、月が地球に近い位置にあるときに日食が起こると月が大きく見えるので、太陽が完全に隠れる「皆既日食」になり、逆に月が遠くにあると月は小さく見えるので、月のまわりから太陽がはみだして見える「金環日食」になるのです。

引用元-日食・月食のふしぎ｜キヤノンサイエンスラボ・キッズ

まとめ

私たちにとても身近な太陽・地球・月ですが、知れば知るほど現在の「位置関係」になるまで長い月日を経て微妙なバランスを保ちながら成り立っているのだと言う事に気づかされます。また、ここまで観測と計算で遠い宇宙の関係性を見出した科学者たちに敬意の念を抱かずにはいられません。

twitterの反応

太陽(月)の新ポケモンを悪の組織が捕まえちゃってなんやかんやで暴走して朝(夜)が来ない世界になって主人公が月(太陽)のポケモンと力を合わせてもとの世界を取り戻すみたいな
……太陽と月と地球の位置関係が大変な事になるからこれはないな

— 暇ナッツ(白架) (@SHIROKApkmn) February 26, 2016

天動説宇宙での、月以外の各惑星(太陽含む)の公転円は、実際の宇宙での地球と各惑星の距離とか位置関係に応じて半径が大きくなったり小さくなったり傾いたりする、ってことは、おおよそ実際の宇宙で地球と各惑星が取りうる最大の距離を取って行ったらいいんじゃないか、と思われる

— №37304 (@No37304) February 21, 2016

【記述】
日食は月、地球、太陽がどのような位置関係になったときに起こるか。　

A太陽、月、地球の順に一直線上に並んだ時。

— 高校入試理科BOT (@koukou_rika) February 19, 2016

meltia 0_4 太陽暦(？)
太陽と地球の位置関係で元日を決める。日付や月は無い

— 炭酸ソーダ (@na2co3_ftw) January 6, 2016

そうか、月齢15が満月と云うわけではなかったのか。太陽と地球と月の位置関係なんだな。

— 埋草甚一（元はめせん） (@UmekusaJinxichi) December 26, 2015

三日月は太陽と地球と月の位置関係想像しやすくて好き

— バタポチ (@batapochi) December 6, 2015

つき【月】〔名〕 地球の唯一の衛星。太陽の光を受けて、夜輝いて見える。約27.3日で地球を１周。太陽と地球に対する位置関係によって、目に映る形は新月・上弦・満月・下弦の満ち欠けをくり返す。 月の光。月光。

— 毛糸燃す (@keitomosu) November 19, 2015

https://twitter.com/yuto_w_pa_/status/663735293665652736

【記述】
日食は月、地球、太陽がどのような位置関係になったときに起こるか。　

A太陽、月、地球の順に一直線上に並んだ時。

— 高校入試理科BOT (@koukou_rika) November 7, 2015