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宇宙

北極星が動かない理由とは?実は周期的に変わっていた!

投稿日:2019年4月7日 更新日:

夜空を見上げると様々な星が煌いています。

特に夏の夜空を覆う天の川銀河や、冬の夜空に輝くオリオン座などは古来から多くの人々に信仰され、しばしば文学作品にも登場されていますね。





ただ星座の中でも特に変わった特徴を持った星もあります。

中でも北の空を見上げた時に、一点だけ動かないように佇んでいる恒星があります。

この星は北極星と呼ばれており、古来より真北を指し示す重要な目印として、天測航行の際に役立っていたされています。

しかし星座マニアの自分も夜空を見上げるのは好きですが、「一体なぜ北極星だけは動かないのか?」と凄く疑問に思っていました。

調べてみると、過去の北極星と今の北極星は違う星であったこともわかりました!

北極星がなぜ動かないのか、また北極星とはそもそも何なのか、そして北極星の変遷について詳しく見ていきましょう!


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北極星とはどんな星か?

そもそも北極星とは一体どんな星なのでしょうか?

これは名前に“北極”とありますが、地球の北極と南極とは関係がありません。

簡単に言いますと、「天の北極」に最も近い位置にある恒星のことを指しており、現在ではこれに該当する星はこぐま座のα星のポラリスとなっています。

■天の北極って?

天の北極とは空全体を地球上の観測者を中心として描いた球面とした時に、その球の北極と地球の地軸の延長線上の交点のことを言います。

仮に北極に観測者が立っていたら、真上を見上げるとちょうど北極星が見えることになります。

ただ宇宙空間には上下左右・東西南北と言った方向の概念はありません。あくまで北極星が見える方向を便宜上“北”と定めているだけです。


反対に南極方向は「天の南極」と呼びますが、現在では北極星のように目立つ星はありません。

南極星はありませんが、その代わりにあるのが南十字(別名“サザンクロス”)という星座です。

この星が大航海時代などで天の南極を測定するために使われていました。


北極星は変わり得る?

よく誤解されがちですが、“北極星”という名前の固有の星が存在するのではなく、あくまで天の北極に最も近い位置にある星を指しているのです。

そのため別の星座の恒星が該当する位置に来たら、その星が“北極星”となります。

極端な話、オリオン座のベテルギウスや夏の大三角形を形成するベガやアルタイルなども、天の北極の間近に位置したら北極星となるのです。

北極星が動かないのは何故?

北極星が真北の方角にあることは学校の理科の授業でも習うので有名ですが、「何故動かないのか?」と言われても理由がハッキリとは答え辛いですね。

もちろん「宇宙の中心に位置しているから」なんて言うのは大きな勘違いですよ(;^_^

これを理解するために、まず星々の日周運動から解説しましょう。


星空を観察していると、星々は東の空から上がって南の空で最も高い位置になり、西の空へ下がっていくのがわかります。

一方で北の夜空に輝く星々は、西から上がって東に下がっていきます。

正確に言えばこの北極星を中心にして、それ以外の星が反時計回りに回転しているように見えます。

このように空全体が回転しているように見える動きを「日周運動」と呼んでいます。

これは簡単に言えば、地球が自転しているから回転しているように見えるということですが、この回転運動の中心こそ、自転軸を延長した点、すなわち「天の北極」となるのです。

天の北極の間近に北極星が位置している、すなわち回転の中心にほぼ居座っているため、動かないように見えるだけなのです。

■北極星も動く?

※北極星と言えど、その正体は太陽と同じ恒星なので公転しています。

しかし地球から北極星までの距離があまりにも遠い(何百~何千光年)ので、例え北極星が公転していようがその移動距離の差は無視できるほど小さいものです。

月は地球上のどこから見ても同じ大きさに見えるのと同じ原理です。


また地球は太陽の周囲を公転し、夏と冬とでは太陽を挟んで反対側に位置しているのですが、それに伴って見える星座も変わります。

ところが北極星だけは夏も冬も見える星ですね。

これも理由は同じで、地球の交点直径が約17光分で、北極星と地球との距離の差は約1300万倍あります。

夏と冬とで北極星を見ても、方向のズレは微塵にもわからないほどです。

ただじっくり注意深く観察すると、北極星もごく僅かですが、小さな円を描いていることがわかります。

実は北極星も完全に天の北極の場所に一致しているわけではありません。厳密には約1度ズレているために、まったく動かないわけではないのです。


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北極星は数千年周期で変わる!

ところで北極星はいつまでも天の北極のそばに居座り続けることはありません。

冒頭でも紹介しましたが、実は北極星は数千年周期で交代しています。

あくまで天の北極の間近に位置する星が北極星になるので、例えば別の星座の恒星がそこに来たら、その恒星が新しい北極星となります。


現在は21世紀ですが、2100年前後の北極星は先ほど説明したこぐま座α星のポラリスです。

しかしこのポラリスが永遠に北極星とはならず、数百年も経過すれば徐々に離れていきます。

これは地球の自転軸が約2万5800年の周期で少しずつ動く歳差運動が原因で起きています。

■歳差運動って?

分かりやすく言いますと、コマを回した時に回転軸が円を描くように振れる現象です。

地球の自転も例外ではなく、自転軸も振れています。この振れ幅によって、見える北極星が数千年周期で変わるということです。



厳密に言えば各恒星にも固有の運動がありますので、正確な繰り返しではありません。

現時点でわかっている最も古い時代の北極星は、紀元前58000年頃でうしかい座のα星のアークトゥルスで、その後は

  • 紀元前11500年頃:こと座のベガ
  • 紀元前2790年頃:りゅう座α星
  • 紀元前1100年頃:こぐま座β星
  • 現在(2100年頃):こぐま座のポラリス

と変わっていきました。


後2000年もすれば、北極星はケフェウス座のγ星とβ星とα星、そしてはくちょう座のデネブとδ星に変わっていきます。

さらに1万3000年後には、こと座のベガ、つまり織姫(おりひめ)星が天の北極に近づき、北極星と呼ばれることになります。

遠い未来の話ですが、この頃の七夕はどんな感じで祝われるのでしょうか?

まとめ

今回は北極星が動かない理由と、合わせて北極星候補の星々についての解説でした!

歴史の文献などを漁ってみたら、北極星が昔の星座のα星と異なっていたりするので、凄く面白いですね。

これからも北極星は変わり続けます。


もし真北の方角を数千年近くも撮影できるカメラがあって、超高速で再生してみたら、微妙ですが北極星が移動していくのがわかるでしょう。

そして約1万2000年後には織姫のベガが北極星となります、ということはベガを中心に星々が反時計回りに回転するということです。

まるで織姫が宇宙全体を支配するかのような構図になっちゃいますね。七夕伝説に新章が追加されるかもしれません!


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