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月の満ち欠けはなぜ約29.5日周期?公転周期とのずれ

新月、上弦、満月、下弦の見え方と月食との違いを示す模式図

月が地球の周りを恒星に対して一周する周期は約27.3日ですが、新月から次の新月までは平均約29.5日です。その間に地球も太陽の周りを進むため、月が一周しただけでは太陽との位置関係が元に戻らないからです。

ワクちゃんワクちゃん:月の公転は27.3日なのに、満ち欠けは29.5日?
チャッピーチャッピー:数えるときの目印が違うんだ。恒星を基準にするか、太陽との位置関係を見るかだよ。

何を目印に一周を数えるかで周期が違う

遠くの恒星に対して月の方向が元に戻るまでを恒星月といい、約27.3日です。一方、太陽と月の位置関係が一巡し、新月から次の新月になる周期を朔望月といいます。満ち欠けの繰り返しを表すのはこちらで、平均約29.53日です。

二つの数字は別々の観測基準を表しており、どちらかが測り間違いというわけではありません。公転の一周と、見える形の一巡を分けて考えます。

ワクちゃんワクちゃん:新月を目印に一周を数えればいいんだね。
チャッピーチャッピー:それが朔望月だよ。恒星に対する一周を数えた恒星月とは区別するんだ。

太陽の方向を追いかける分だけ、少し余計に進む

月が地球を一周している間に、地球も太陽の周りを動きます。地球から見た太陽の方向が少しずれるため、月は約27.3日で元の恒星方向へ戻っても、太陽と同じ位置関係になるまでさらに進まなければなりません。

この追加の時間を含めると、満ち欠けの一巡は約29.5日になります。目印の方も動く周回コースで、元の目印にもう一度追い付くには余分に走る、というイメージです。

ワクちゃんワクちゃん:月が一周する間、地球も動いていたのか。
チャッピーチャッピー:そう。太陽との並びを取り戻すため、月はもう少し先へ進む必要があるんだよ。

29.5日は平均で、毎回の間隔が完全に同じではない

月や地球の軌道は完全な円ではなく、速さも一定ではありません。そのため、新月から新月までの実際の間隔には変動があります。特定の日の満月や新月を知りたいときは、前回の日付に29日半を足すだけで確定せず、天文暦の時刻を確認します。

ワクちゃんワクちゃん:来月の新月は29.5日を足せば時刻まで分かる?
チャッピーチャッピー:平均値だけでは正確な時刻は出せないよ。実際の暦の計算結果を確かめよう。

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参考:国立天文台暦Wiki「月の満ち欠け/周期」。

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