01 ぐんま天文台で観測した太陽と星の動き
北天・改
東京工業大学工学部附属工業高等学校 天文班
竹本 孝輔（高１）
成蹊高等学校 天文気象部
巣瀬 蔵人（高２）
高木 聡 （高２）
□■はじめに■□
この「共同プロジェクト 北天・改」は２０００年夏に行われた同プロジェクト内で、新たに見つかっ
た問題点を改善し、再び観測し直したものデータを取り扱う。正確であると予想される値に近づけるため
に、私たちが取り決めた共同観測の定義の例外として２校が同じ日時に同じ場所で２回に分けて行った。
□■目的■□
地球に住む私たちにとって天体が北極星を中心に動いているように見えることは皆さんご存じだと思う。
しかし知識にある移動量、移動方向が本当に正しいのだろうかと疑問に思い、私たちは「星は北極星を
中心に動く」というよく知られている現象を実際に観測を行い検証した。
□■観測方法■□
星の動きが北極星を中心とした円運動として撮影でき、移動量が測りやすい北の空を撮影の対象とする。
撮影方法は固定撮影で、カメラを三脚にのせ長時間露光させて星の軌跡を撮影した。統一性を期すため
夏の段階では撮影ポイント、三脚の高さ、露出時間を統一、冬はそれに加え、カメラレンズ、撮影ポイン
トの２つを加え、計５つの項目において厳密に統一した。
写真内にはそのぐんま天文台の屋外に建ててある１８世紀インドの日時計建造物を模したモニュメント
の「サムラート・ヤントラ」を前景に入れた。（写真-１）この建物の特徴は正確を向いて建ててあることで
ある。階段部の下から上へ眺めてみると北極星を真上に見ることができる。この建物を前景に入れること
により時期をずらした画像がそれぞれ地面に対しての水平を保証するという効果があると考えた。
そして時期が異なった２枚北天の写真を重ね合わせ、私たちのデータから移動量を測る。
写真１
□■夏の理論値計算■□
また、その測った移動量が正しい値かどうかを確かめるために事前に理論値を計算しておく。理論値の
移動量と写真から測った移動量が一致してはじめてこのプロジェクトが成功したと言えるためだ。
理論値の算出方法は、北天の星の位置のずれを引き起こす原因である地球の自転と公転を考える。
夏の撮影では成蹊高校が７月３０日２１：５４、東工大附属高校が９月２日２２：０６。日時が３４日、
時間が１２分ずれている。
まず、年周運動分の移動量を求める。３６０度÷３６５日×３４日＝３３．５３度…(1)
次に、日周運動分の移動量が求める。３６０度÷２４時÷６０分×１２分＝３度…(2)
(1)式と(2)式を合計した移動量約３６．５度が私たちの求めようとする値である。
□■夏の観測結果■□
測量にはおおぐま座の北斗七星を利用した。写真-２が７月３０日、写真-３が９月２日である。そして２枚
の写真を合成したものが写真-４である。角度を求めてみると２０度であった。理論値の３６．５度と実測値
の値の２０度がだいぶ離れてしまった。
□■冬の理論値計算■□
そこで、より正確な移動量を求めようと再び観測をした。撮影時期は１１月１８日１９：００と１２月
２３日１９：４０。日時が３５日、時間が４０分ずれている。理論値の算出方法は夏のと同じように行う。
まず、年周運動分の移動量を求める。３６０度÷３６５日×３５日＝３４．５２度…(3)
次に、日周運動分の移動量が求める。３６０度÷２４時÷６０分×４０分＝１０度…(4)
(3)式と(4)式を合計した移動量約４４．５度が私たちの求めようとする値である。
□■冬の観測結果■□
測量にはカシオペア座を利用した。写真-５が１１月１８日、写真-６が１２月２３日撮影である。
二枚の写真について、地面に水平になるように補正し、写真を合成したものが写真-７である。写真-７より
まず移動方向が北極星を中心として反時計方向だということがわかる。
次に角度を求める。写真-７より実際角度を求めてみると４４度であった。
□■結論■□
実測値は４４度のずれがあるという結論に達したことで、理論値の４４．５度とほぼ等しいことが示さ
れた。つまり合成した写真より「星は北極星を中心に反時計方向に動く事がわかり、一か月分に換算して
みると３０度動く」ということがわかった。
□■考察■□
今回の「北天・改」は、夏に二校が共同で行ったプロジェクトの失敗を生かして行った。このときは、
レンズの違いや撮影地点の微妙なずれが原因で、いい値が得られなかった。
そこで、今回、以下のような工夫を施した結果、このような良好な結果が得られたのだと思う。
・写真の水平面を揃えるために「サムラート・ヤントラ」を活用した。
・レンズや撮影地点を厳密に統一した。
日の出
東京工業大学工学部附属工業高等学校 天文班
草野麗子（高２）
宮川明子（高２）
梅澤陽明（高２）
成蹊高等学校 天文気象部
川元真依（高２）
松本理那子（高２）
□■目的■□
日の出の位置が時期によって変化することを確認する。
□■方法■□
日の出位置の移動を確認する基準として、ぐんま天文台にあったストーンサークルを利用した。
ストーンサークルの内部から、7月31日、8月28・29日に日の出の撮影をし、それぞれ比較をするという方法を取った。
□■結果■□
結果として、次のような日の出の写真が撮影できた。
(成蹊高校：写真1、東工大附属：写真2)
成蹊高校が撮影をした際、日の出がストーンサークルの柱の影に隠れて見えなかったため、ストーンサークルの中心より1m南に移動した地点から日の出の撮影を行った。
日の出の位置は写真にある通り、およそ柱２本分移動したことがわかった。
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| 写真１ |
写真２ |
□■考察■□
写真をもとにストーンサークルの東側半分を上から見た図を作成した（図1）。
この図にある 印は”中心から見た”日の出の位置を示している。
これは、図2のような方法で補正した。
また、図１の通りストーンサークルは二十四節気に基づいて作られている。
観測した写真から、一ヶ月の差で約柱２本分移動していることがわかった。
これは、ストーンサークルの柱が、全部で１４本。そのため、柱の間の数が１３できる。このことにより、夏至と冬至を加えて、一ヶ月で柱を２本分日の出が移動することが分かる。
よって、この観測結果は二十四節気と一致していると言える。
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| 図１ |
図２ |
両校のミーティング風景
