地上から見る金星：離角でわかる宵の明星・明けの明星Venus from the Ground: Elongation, Evening Star and Morning Star

1予想しよう（触る前に）Predict (before you touch anything)

1. 金星は真夜中の南の空に見えることがあると思いますか。見えるのは一日のうちいつごろだと思いますか。Do you think Venus can ever be seen high in the southern sky at midnight? At what times of day do you think it can be seen?💡 金星の軌道は地球の軌道の内側にあります。地球から見て、金星は太陽からどれくらい離れた方向に見えるでしょうか。Venus's orbit lies inside Earth's orbit. Seen from Earth, how far from the Sun's direction can Venus appear?
2. 金星が大きく見えるとき、光っている部分は丸い(満月状)と思いますか、細い(三日月状)と思いますか。When Venus looks large, do you think its lit part is round (full) or thin (crescent)?💡 金星が地球に近づくのは、太陽・金星・地球がどのように並ぶときでしょうか。そのとき地球からは金星のどちら側が見えるでしょうか。How are the Sun, Venus and Earth arranged when Venus is closest to Earth? Which side of Venus faces Earth then?

2動かしてみようTry it

1. 「一時停止」を押して止め、「② 日没からの時間」を +20 分にしたまま「① 経過日数」を 0 日(外合)にする。「状態」「離角」「光る部分」「視直径」「距離」を記録する。Press "Pause", keep "② Time from sunset" at +20 min, and set "① Days" to 0 (superior conjunction). Record "Status", "Elongation", "Lit part", "Apparent size" and "Distance".
2. 「① 経過日数」を 100 日 → 221 日 → 280 日 → 292 日 → 305 日 → 363 日 → 500 日と動かし、同じ値と、上の空の図(西の空/東の空)、右上の「望遠鏡の像」、下の離角グラフを記録する。Move "① Days" to 100 → 221 → 280 → 292 → 305 → 363 → 500 and record the same values, along with the sky view (western or eastern sky), the "Telescope view" and the elongation graph.
3. 経過日数 221 日で「② 日没からの時間」を −30 分から +60 分まで動かし、太陽が沈んでいく様子、空の色、「太陽の高度」の変化を見る。At day 221, move "② Time from sunset" from −30 to +60 min and watch the Sun sink, the sky color change and the "Sun altitude" readout.
4. 「明るさ曲線を表示」を押し、紫の明るさの曲線で最大光度になる日と、内合・最大離角との関係を確かめる。「再生」で1会合周期を通して見る。Press "Show brightness curve" and check when the purple brightness curve peaks compared with inferior conjunction and greatest elongation. Press "Play" to watch a whole synodic period.

3確かめようCheck

1. 離角の最大値はいくらで、何日目でしたか。そのとき金星はどの空に、どんな形で見えましたか。What was the largest elongation and on which days? Where in the sky and in what shape did Venus appear then?→ 221 日目に東方最大離角 +46.3°(夕方の西の空・宵の明星)、363 日目に西方最大離角 −46.3°(明け方の東の空・明けの明星)。どちらも光る部分は 50%(半月状)、視直径 24″、距離 0.69 天文単位だった。Greatest eastern elongation +46.3° on day 221 (western sky at dusk, evening star) and greatest western elongation −46.3° on day 363 (eastern sky at dawn, morning star). Both times the lit part was 50% (half-lit), the apparent size 24″ and the distance 0.69 AU.
2. 内合(292 日目)の直前と直後では、金星の見え方はどう変わりましたか。How did Venus's appearance change just before and just after inferior conjunction (day 292)?→ 288 日目は離角 +6.3°(東)で「内合直前(宵の明星・まもなく見えなくなる)」、292 日目は離角ほぼ 0° で見えない、296 日目は −6.5°(西)で「内合直後(明けの明星として現れはじめる)」。内合をはさんで宵の明星から明けの明星に変わる。Day 288: elongation +6.3° (E), "Just before inferior conjunction (evening star, soon disappears)". Day 292: about 0°, not visible. Day 296: −6.5° (W), "Just after inferior conjunction (starting to appear as the morning star)". Venus switches from evening star to morning star across inferior conjunction.
3. 外合と内合の近くで、光る部分・視直径・距離はどう違いましたか。How did the lit part, apparent size and distance differ near superior and inferior conjunction?→ 外合(0 日)は光る部分 100%(満月状)、視直径 10″、距離 1.72 天文単位で小さく丸い。内合付近(288 日)は光る部分 1%(細い三日月状)、視直径 60″、距離 0.28 天文単位で大きい。近いほど大きく、細く欠けて見える。At superior conjunction (day 0): 100% lit (full), 10″, 1.72 AU — small and round. Near inferior conjunction (day 288): 1% lit (thin crescent), 60″, 0.28 AU — large. The closer Venus is, the larger and more crescent-shaped it looks.
4. 明るさ曲線で、金星がもっとも明るくなるのはいつでしたか。According to the brightness curve, when is Venus brightest?→ 最大離角のときではなく、内合の約36日前と約36日後(三日月状で、視直径が大きいころ)に最大光度になった。内合の当日は光る面が地球を向かないため明るさはほぼ 0 になる。Not at greatest elongation but about 36 days before and 36 days after inferior conjunction (when Venus is a crescent but appears large). At inferior conjunction itself the lit side faces away from Earth, so brightness drops to nearly zero.

4考えようThink further

1. 金星が真夜中に見えず、太陽から約47°以上離れないのはなぜですか。Why can't Venus be seen at midnight, and why does it never appear more than about 47° from the Sun?→ 金星の軌道(半径 0.72 天文単位)が地球の軌道の内側にあるため。地球から金星の軌道に引いた接線の方向が最大離角で、sin θ = 0.72 から θ ≈ 46° になる。真夜中に見える方向は太陽と反対(離角 180°)なので、金星はそこに来ることができない。Because Venus's orbit (radius 0.72 AU) lies inside Earth's. Greatest elongation is the direction of a line from Earth tangent to Venus's orbit: sin θ = 0.72, so θ ≈ 46°. At midnight you look in the direction opposite the Sun (elongation 180°), where Venus can never be.
2. 宵の明星が見えるのは夕方の西の空だけで、明け方の東の空には見えないのはなぜですか。Why is the evening star seen only in the western sky in the evening, and not in the eastern sky before dawn?→ 宵の明星のとき金星は太陽の東側にあり、日周運動で太陽を追いかけるように動くので、太陽より後に昇り後に沈む。日没後に西の空に残って見えるが、明け方は太陽より後に昇るので明るい空の中で見えない。明けの明星はその逆で、太陽より先に昇る。As the evening star, Venus is east of the Sun, so in its daily motion it follows the Sun: it rises and sets after the Sun. It stays in the western sky after sunset, but in the morning it rises after the Sun, in a bright sky. The morning star is the opposite: it rises before the Sun.

よくある誤解Common misconceptions

• 「金星の満ち欠けは月と同じで、地球の影が原因」という誤解。満ち欠けは太陽に照らされた半球のうち、地球から見える部分の割合が変わるために起こる。The idea that Venus's phases, like the Moon's, are caused by Earth's shadow. Phases occur because the fraction of the sunlit half that faces Earth changes.
• 「宵の明星と明けの明星は別の星」という誤解。どちらも金星で、太陽の東側にあるか西側にあるかの違いである。The idea that the evening star and the morning star are different objects. Both are Venus; the difference is whether it is east or west of the Sun.

用語（日本語 / English）Key terms (Japanese / English)