太陽時と恒星時を語る。

時角

「時・分・秒」は時間(または時刻)の単位である。
この「時・分・秒」で角度を表すことができる。

1周360度を24時とすれば、180度は12時、90度は6時になる。
このように、「時・分・秒」で表した角度を時角という。
この時角は、天球上の星の位置を示すのに都合がいい。

真北・天頂・真南・天底を通る線を子午線という。
南中(または正中・北中)とは、天体が子午線上に来ることである。

時角は、子午線を基準(0時)として西回りに測るのである。
ある天体が真西にあれば時角は6時、真東にあれば時角は18時となる。

太陽の時角は刻々と変化する。
そこで、太陽の時角を測定すれば、その時の時刻を知ることができる。
時角に12時を足せば、時刻になるのだ。

太陽が子午線上にあるときの時角は0時である。
これに12時を足せば12時となり、昼の十二時を示すことになる。
夕方、太陽が真西にくれば時角は6時なので、これに12時を足せば18時となり、午後の6時を示すことになる。

この時刻の測り方は、全天の時角を1太陽日をかけて一周するので太陽時という。
太陽時の1時間は、太陽日の長さの24分の1である。

太陽日の長さの24分の1が太陽時の1時間であった。
これに対し、恒星日の長さの24分の1が恒星時の1時間である。

太陽は一つなので、太陽時は簡単に決めることができる。
しかし、肉眼で見える恒星は6000個あるので、基準とする恒星を決めなければならない。

恒星時には、春分点を使用する。
恒星時といいながら、実際には恒星を使用していないのだ。

春分点が子午線上にるときが、恒星時の0時だ。
春分点が真西にくれば6時、真東にあれば18時となる。

地球上の座標は経度と緯度で表示され、どちらも角度で表現される。
これに対し、天球上の位置を示す座標は赤道座標だ。

赤道座標では、赤経と赤緯で天球上の一点を決定する。
緯度に相当するのが赤緯、経度に相当するのが赤経だ。

ここで不思議に思うことがある。
赤緯は角度で表示するが、赤経は「時・分・秒」で表すのだ。
なぜ、素直に角度で表示しないのか？

赤経が「時・分・秒」で表現されるのは、恒星時と関連があるからだ。
天球が回転するので天頂にくる赤経は刻々と変化する。
あるタイミングで、天頂に来ている赤経が、そのときの恒星時になるのである。

「天頂に来ている赤経」は子午線上の赤経と言い換えてもいい。
例えばベテルギウスの赤経は、05h 55m 10.3sである。
ベテルギウスが南中したとき(子午線上に来たとき)、そのときの恒星時は5時55分10.3秒となる。

経度が違えば、子午線上の赤経は異なる。
例えば、北海道でベテルギウスが南中してるとき、沖縄ではまだベテルギウスはまだ南中していないのだ。
このことは、地上の経度によって恒星時が異なることを意味している。

これを地方恒星時という。
経度が15度異なると地方恒星時は1時間ずれる。
360度を24で割った値が15度だから、経度15度あたり恒星時1時間の違いが生じるのだ。

ある土地で、子午線上に春分点が来たタイミングが、その土地の地方恒星時は0時である。
その土地から経度が90度離れた場所の地方恒星時は6時となる。

グリニッジの地方恒星時を特にグリニッジ恒星時という。
グリニッジから東へむかうと、経度15度ごとにその土地の地方恒星時は1時間づつ進んでいく。

2008/06/22