まずは問題を見てみよう

図1は、連続した5日間の午後1時に、天体望遠鏡と太陽投影板で太陽を観察したときの黒点のスケッチです。1日目・3日目・5日目を比べると、黒点が少しずつ同じ方向に移動しているように見えます。

岐阜県の入試問題

マンガでつかもう① 観察から「自転」へ

まずは、問題の入り口になっている「黒点が動いて見える」という現象をマンガで確認します。ここで大切なのは、毎日同じ時刻に観察していることです。これが、ただの見かけの動きと、太陽自身の動きを見分けるヒントになります。

黒点観察、よくある誤解、同じ時刻に観察する意味、太陽の自転

コマ1：まずは観察

最初のコマでは、太陽投影板に映した太陽の像に、黒い点が見えています。これが黒点です。1日目、3日目、5日目の位置を比べると、黒点が少しずつ横へ動いているように見えます。

コマ2：よくある勘違い

「太陽が空の中を動いているからじゃないの？」と思うのは自然です。実際、太陽は朝に東からのぼり、夕方に西へしずむように見えます。けれどそれは、地球の自転によって起こる日周運動という見かけの動きです。

地球の自転によって、太陽が東からのぼり西へしずむように見える日周運動のイメージ図

コマ3：同じ時刻に観察していることが決め手

この問題では、毎日午後1時に観察しています。つまり、時刻をそろえているので、日周運動の影響は取り除かれています。それでも位置が変わっているなら、原因は太陽の側にある、と考えられます。

コマ4：結論は「太陽の自転」

そこで答えは、太陽が自分の軸を中心に回る自転です。黒点は、その自転を遠くから見せてくれる目印のようなものです。小さな黒い点なのに、太陽の動きを教えてくれる。なかなか渋い働き者です。

マンガでつかもう② 太陽は何でできている？ 黒点はなぜ黒い？

次は、太陽そのものの正体に迫ります。入試では「高温の気体」と答えれば十分ですが、記事としてはそこから一歩先へ進みます。太陽の主な成分は何か、エネルギーはどこから来るのか、黒点はなぜ黒く見えるのかを見ていきます。

太陽の成分、水素からヘリウムへの変化、黒点が周りより低温で暗く見えること

太陽の核融合のイメージ図。水素の原子核が集まってヘリウムの原子核になるときに、エネルギーが生まれる。

マンガでつかもう③ 太陽のスケールと復習ポイント

最後は、太陽のスケール感と、今回の復習ポイントを整理します。ここではテスト対策だけでなく、「なぜそう見えるのか」を考えること自体が理科の楽しさだ、というメッセージも入っています。

太陽の大きさ、要点整理

コマ8：太陽は地球より、かなり、かなり大きい

問題の選択肢アには「太陽の直径は地球の直径の約10倍」とありますが、これは間違いです。実際は、太陽の直径は地球の約109倍です。10倍でも大きそうですが、実際はそのさらに向こう側です。

体積で考えると、太陽の中には地球が約130万個入るくらいです。質量は約33万倍。太陽は、地球よりちょっと大きい星ではなく、桁違いに巨大な恒星です。

恒星と惑星と衛星の復習

コマ9：今日のポイントまとめ

• 太陽は主に水素とヘリウムからできている。
• 太陽は高温の気体からなる恒星である。
• 黒点は周りより温度が低いため暗く見える。
• 黒点が一方向に移動して見えるのは、太陽が自転しているからである。

コマ10：「なぜそう見えるのか」を考える

理科がおもしろくなる瞬間は、「答えを覚えたとき」よりも「なぜそう見えるのかが分かったとき」にやってきます。黒点の移動を見て、ただ「自転」と暗記するのではなく、同じ時刻に観察しているから日周運動ではないと考えられるようになると、一気に本物の理解に近づきます。

おわり

黒点は、ただの黒い点ではありません。太陽の表面の温度差を示し、さらに太陽が自分で回転していることまで教えてくれるサインです。

そしてこの1題には、天体分野だけでなく、化学で学ぶ水素やヘリウム、物質の見方、温度の考え方までつながっています。入試問題は「正解を当てるための問題」でもありますが、それ以上に、自然の見え方を一段深くしてくれる入り口でもあります。