天球座標：赤経、赤緯などのわかりやすい説明
地球上の特定の場所（例えば、都市）を見つけるには何が必要ですか？そうです、その座標：緯度と経度を知るだけです。例えば、ニューヨーク市は北緯40°、西経74°に位置しています。しかし、もし空中の天体を特定するために星空観測アプリが手元にない場合はどうでしょうか？この場合、その天体の天球座標を知る必要があります。天文学で使用される様々な天球座標系を理解することは難しそうに思えますが、我々はあなたがスムーズにそれらを把握できるよう最善を尽くします。さぁ、始めましょう！また、当社のインフォグラフィックをチェックして天球座標についてより深く理解してみてください。
目次
天球とは？
天球座標について詳しく話す前に、天球の概念を理解することが必要です。簡単に言うと、天球は地球を囲む想像上の球体で、地球から見た全天を表しています。地球が回転すると、星や他の物体が天球を横切って移動しているかのように見えます。
以下に天球上の重要な参照点と線をいくつか紹介します。
- 天の赤道：地球の赤道面が天球を交差する円。地球の赤道と同様に、天球を北半球と南半球に分けます。
- 黄道：地球の公転面が天球を交差する円。地球の軸の傾斜のため、黄道と天の赤道はおおよそ23.5°の角度で交差します。専門記事から黄道について更に学びましょう。
- 北天極：地球の北極上方、地球の軸が天球と交差する天球上の点。空の固定点で、すべての星は反時計回りにそれを中心に回転するように見えます。
- 南天極：地球の南極上方、地球の軸が天球と交差する天球上の点。北天極と同様に固定点で、星はそれを中心に時計回りに回転するように見えます。
- 天頂：観察者の真上の点。
- 天底：観察者の真下、天頂と反対の点。
- 春分点：太陽が春分の日に天の赤道を交差する点。
さて、ついに天文学で使用される主な座標系について話しましょう。
高度・方位角（地平座標）
地平座標は、天体の位置を地球上の観察者に対して説明する方法です。それは主に2つの座標、高度と方位角を使用します。
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高度（高さ：Altitude）は物体が観察者の地平線上からどれだけ離れているかの角距離を示します。それは度で測定され、天頂の+90°から天底の-90°までの範囲になります。例えば、天体が高度45°にある場合、それは地平線と天頂の中間にあるということになります。
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方位角（方向：Azimuth）は物体が地平線に沿ってどこに位置しているかを示します。真北（地理的に北極を指す方向）から時計回りに度数で測定されます。したがって、天体が方位角90°にある場合、それは観察者から見て真東に、方位角180°であれば真南になります。
地平座標はカジュアルな星空観察に特に有用で、それは観察者が天空を視覚的に体験することに対応しています。
赤緯・赤経（赤道座標）
赤道座標は、天体の位置を天の赤道に対して記述します。主に赤緯と赤経という2つの座標を使用します。
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赤緯（せきい、またはDec.= Declinationの略）は、天体が天の赤道から北または南にどれだけ離れているかを角度で表します。これは地上の緯度に対応するものです。赤緯は度で表され、+90°（天の北極）から-90°（天の南極）までの範囲になります。例えば、ある天体の赤緯が+30°であれば、それは天の赤道から北方向に3分の1の位置にあるということです。
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赤経（せきけい、またはR.A.= Right Ascensionの略）は、春分点から天の赤道に沿って、東回りに、天体の角度距離を測定します。赤経は地上の経度に対応します。古い慣習から、赤経は度ではなく時、分、秒であらわします。地球の天空は24時間で360°、1時間で15°回転すると見えます。したがって、天の赤道の全周360°は赤経の24時間に対応し、赤経1時は15°に相当します。したがって、ある天体の赤経が6時であれば、それは春分点から天の赤道に沿って東に90°（15° × 6時間）の位置にあるということです。
赤道座標系には、地球が中心となる地心座標系（上の図に示す）と、観測者の位置によって決まる地上座標系の2つのタイプがあります。多くの星図は地心赤道座標系を使用します。このような星図からの座標を用いて望遠鏡を照準したい場合は、それらを地上赤道座標系あるいは赤道座標に変換しなければなりません（それを行うための特殊な公式があります）。しかし、もっと簡単な解決策があります。地上座標系を使用するSky Tonight という星観察アプリをダウンロードすることです。後ほどこの記事でアプリの使い方について詳しく説明します。
黄緯・黄経（黄道座標）
黄道座標系は、天体の位置を黄道に対して記述します。主な座標として黄経と黄緯を使用します。
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黄緯（こうい、ecliptic latitude: β）は、黄道面の上または下にある天体の角距離を測定します。これは度で表され、+90°（黄道北極）から-90°（黄道南極）までの範囲になります。
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黄経（こうけい、ecliptic longitude: λ）は、黄道面に沿って測定され、春分点から東回りに天体の角距離を表します。黄経は度で表され、0°から360°までの範囲となります。黄道の全周360°は1年に対応します。したがって、天体の黄道経度が90°であれば、それは春分点から黄道を東に4分の1進んだ位置にあるということになります。
黄道座標系は太陽系内の天体を特定し追跡するために特に価値があります。なぜなら、それらの軌道パスに一致するからです。観測天文学、宇宙船の航法、惑星の大接近や食の計算などで広く使用されています。
その他の座標系
これまでに説明した3つの天球座標系の他にも、天文学者は銀河座標系と超銀河座標系を使用します。前者は天の川銀河内の天体を研究するため、後者は宇宙の大規模構造を研究するために使用されます。しかし、ここではこれらについて深入りせず、記事を複雑にしないようにします。今回紹介した3つの座標系で、あなたの実用上のニーズは十分満たされるでしょう。
座標を使用して天体を特定する方法は？
これまでにさまざまな天球座標系について説明したので、望遠鏡を使って天空の任意の天体を特定することは問題ないでしょう。以下に、Sky Tonight アプリを使ってそれを行う方法を説明します。
- Sky Tonightが現在のあなたの位置を使用していることを確認します。画面下部のクイック設定パネルをタップし、位置情報を確認します。「デバイスの位置」に設定されているはずです。
- グリッドをオーバーレイします。同じパネル上で、一度地球アイコンをタップすると、天空図上に赤道グリッドがオーバーレイされます。アイコンを二度タップすると、天空図に方位角グリッドがオーバーレイされます。選択するべきグリッドのタイプは望遠鏡のマウントによります。
- 見たい天体の座標を取得します。画面下部の拡大鏡アイコンをタップします、検索フィールドに天体の名前を入力し、その後、天体の情報カードをタップします。その後、物理的性質タブを開きます。ここでは、天体の地上赤道座標（赤経、赤緯）と地平座標（方位角、高度）が見つけられます。すべての座標はすでに現在の位置に関連して与えられているので、何も変換する必要はありません！座標を暗記したりメモしたりしたら、青いターゲットアイコンをタップして、天空図上でその天体を見ます。
- これで、赤道座標または水平座標を使用して望遠鏡を照準することができます。追加の参照として、Sky Tonight内のグリッドを使用します。
興味深い事実
双魚宮の原点？
赤道座標系で使用される白羊宮の原点（または春分点）は、星座のおひつじ座に関係があります。黄道十二宮の概念が確立された当時、春分の日に太陽が天の赤道を横切る点は牡羊座にありました。しかし、歳差運動の現象により、白羊宮の原点は徐々に隣の星座、うお座（双魚宮）に移行しました。したがって、論理的には、双魚宮の原点に改名されるべきだったのです。
私たちはJ2000.0の時代に生きています
天体の座標は、地球の軸の歳差運動により変化します。歳差運動により、春分点が年間約50.3秒角の速度で西にドリフトします。結果として、座標グリッドが移動する春分点に沿って移動します。これらの変化を考慮に入れるため、星のカタログとアプリは定期的に特定の「エポック」に更新する必要があります。これは現在の天体の位置を反映しています。更新プロセスは通常、50年ごとに行われます。現在、ほとんどのカタログとアプリは、2000年に対応するJ2000.0のエポック座標を使用しています。次の大きな更新は2050年に予定されています。
結論
観測天文学には三つの主要な座標系があります。地平座標（高度と方位角）、赤道座標（赤緯と赤経）、そして黄道座標系（黄緯と黄経）です。それぞれが自身の目的のために使用され、これら全てが天文学者やカジュアルな星観察者に、天体の正確な位置を特定し、その天空を通る動きを追跡することを可能にします。
