中3 星と宇宙わかりやすく

Stars and the Universe

星は表面温度によって色が変わり、H-R図で主系列星・赤色巨星・白色矮星などに分類します。青い星は熱く赤い星は比較的冷たく、太陽を含むほとんどの星は主系列にあります。星は星雲から生まれ質量によって赤色巨星や超新星などの道をたどり、距離は光年で測ります。星の種類ボタンを押すと、H-R図と星の一生が見えます。

星はどう分類する？

⭐ 直観 — 星にも種類がある

①星の表面温度で色が変わる

②青い星=熱い(30000K)、赤い星=冷たい(3000K)

③H-R図（ヘルツスプルング-ラッセル図）で分類

星の一生

💫 星も生まれて死ぬ

①星雲（ガス雲）→ 原始星 → 主系列星（水素核融合）

②太陽程度: 赤色巨星 → 惑星状星雲 → 白色矮星

③太陽より遥かに重い星: 赤色超巨星 → 超新星爆発 → 中性子星またはブラックホール

宇宙の大きさ

🌌 宇宙はどれほど大きい？

①光が1年で進む距離 = 1光年（約9.5兆km）

②最近の恒星（プロキシマ・ケンタウリ）まで約4.2光年

③天の川銀河の直径約10万光年

④観測可能な宇宙の直径約930億光年

総まとめ

H-R図の分類

主系列星: 対角線 / 赤色巨星: 右上 / 白色矮星: 左下

x軸: 表面温度(高→低)、y軸: 明るさ(低→高)

星のエネルギー源

水素核融合: 4H → He + エネルギー

主系列星は水素をヘリウムに融合

距離の単位

1光年 ≈ 9.46 × 10¹² km

光が1年間に進む距離

🎯 試験ポイント

①H-R図: 主系列星が大半（太陽含む）

②表面温度が高いほど青、低いほど赤

③一生: 星雲→原始→主系列→赤色巨星→終焉

④質量が大きいほど寿命短い

⑤宇宙膨張 → ハッブル: 遠い銀河ほど速く後退

例題と単元テスト

例題 1

夜空の星は色が少しずつ違う。青い星と赤い星では、どちらの表面温度が高いか？その理由は？

星の色は表面温度によって変わる。

表面温度が高いほど青く（約30000K）、低いほど赤く（約3000K）見えるので、青い星のほうが熱い。

▸ 青い星のほうが熱い（青 ≈ 30000K ＞赤 ≈ 3000K）

H-R図は星を表面温度（色）と明るさで分類した図である。

例題 2

星までの距離はとても遠く、光年という単位を使う。1光年は何を意味し、最も近い星までの距離はおよそ何光年か？

1光年は光が1年間に進む距離（約 9.46 × 10¹² km）である。

太陽の次に近い星（プロキシマ・ケンタウリ）までは約4.2光年である。

▸ 1光年＝光が1年間に進む距離（≈ 9.46 × 10¹² km）/ 最も近い星 ≈ 4.2光年

光年は時間の単位ではなく距離の単位であることに注意する。

単元テスト

星と宇宙についての説明として正しいものは？

①赤い星は青い星より表面温度が高い

②1光年は光が1年間に進む距離である

③光年は時間を表す単位である

④すべての星は大きさと明るさが同じである

⑤太陽は赤色巨星に分類される

▸ ② 1光年は光が1年間に進む距離である

表面温度が高いほど青いので青い星のほうが熱く（①誤）、光年は距離の単位である（③誤）。

星ごとに大きさと明るさが異なり（④誤）、太陽は主系列星に分類される（⑤誤）。1光年は光が1年間に進む距離である（②正）。

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