周極星

周極星とは、地球上の特定の緯度から見ると、天の極の 1 つに見かけ上近いため、地平線の下に沈むことのない星です。そのため、周極星は、その場所から最も近い極に向かって、年間を通じて毎晩一晩中見ることができます (太陽のまぶしさに圧倒されなければ、日中もずっと見ることができます) 。その他の星は季節星 と呼ばれます。

すべての周極星は、観測者の緯度によって大きさが決まる周極円内にあります。具体的には、この円の半径の角度は観測者の緯度に等しくなります。観測者が北極または南極に近いほど、周極円は大きくなります。

北極の定義が、真夜中の太陽が見られる北極圏の北の地域として正式に定められる前は、より広義には「熊」星座（おおぐま座、おおぐま座、こぐま座）が空高くにある場所を意味していました。したがって、「北極」という言葉は、ギリシャ語のἀρκτικός ( arktikos )、「熊っぽい」から派生し、さらにἄρκτος ( arktos )、「熊」から派生しています。

地球は毎日自転しているため、星は天の極（北半球では北天の極、南半球では南天の極）の周りを円を描くように動いているように見えます。天の極から遠い星は大きな円を描いて回転しているように見え、天の極に非常に近い星は小さな円を描いて回転するため、日周運動をほとんど行っていないように見えます。地球上の観測者の緯度に応じて、一部の星（周極星）は天の極に十分近いため常に地平線より上にありますが、他の星は毎日の円軌道の一部で地平線より下に沈みます（他の星は永久に地平線より下にいます）。

周極星は、天の極を中心とし地平線に接する円の中にあるように見える。地球の北極では、天の北極は真上にあり、目に見えるすべての星（つまり、北天半球のすべての星）は周極星である。^[1]南へ移動すると、天の北極は北の地平線に向かって移動する。そこから離れた星は、毎日の「軌道」の一部で地平線の下に消え始め、残りの周極星を含む円はますます小さくなる。赤道では、この円は地平線上にある単一の点（天の極自体）に消えるため、周極星になる可能性のあるすべての星は、24時間のうちの半分は地平線の下にあります。そこでは、北極星自体は十分な高さの場所からのみ見ることができます。

赤道の南側に行くと、逆のことが起こります。天の南極は空にどんどん高く見えるようになり、その極を中心とするどんどん大きな円の中にあるすべての星は、その周りを周極になります。この状態は、地球の南極に到達するまで続き、そこでは再び、目に見えるすべての星が周極になります。

天の北極は、北極星（ポラリスまたは北極星）に非常に近い（1°未満）位置しているため、北半球からは、すべての周極星がポラリスを中心に動いているように見えます。 ポラリス自体はほぼ静止しており、常に北（つまり方位角0°）にあり、常に同じ高度（地平線からの角度）にあり、観測者の緯度に等しくなります。 これらは象限に分類されます。

北極星の方位角は常にゼロです。与えられた緯度 Ø に対する極の高度は固定されており、その値は次の式で与えられます: A = 90° - Ø。偏角がA未満の星はすべて周極星ではありません。^[2]

星が周極星であるかどうかは、観測者の緯度によって決まります。^[3]北極または南極（どちらか見える方）の高度は、観測者の緯度の絶対値に等しいため、 ^[3]見える天の極からの角距離が絶対緯度よりも小さい星は、周極星となります。たとえば、観測者の緯度が北緯 50 度の場合、北天の極から 50 度未満の星は、周極星となります。観測者の緯度が南緯 35 度の場合、南天の極から 35 度以内にある星はすべて周極星となります。天の赤道上の星は、地球のどちらの半球のどの緯度から観測しても、周極星ではありません。「極距離が観測者の緯度とほぼ同じかそれより小さい星」^[4]

与えられた星が観測者の緯度 ( θ ) で周極星であるかどうかは、星の赤緯( δ ) に基づいて計算できます。 θ + δが +90° より大きい場合 (北半球の観測者)、またはθ + δが -90° 未満の場合 (南半球の観測者)、 星は周極星です。

「昼間の円が地平線より上にある星は、日中は見えなくても沈むことはありません。星を周極星とみなすかどうかは、観測者の緯度によります。赤道では、どの星も周極星ではありません。北極または南極では、見える星はすべて周極星です。なぜなら、天球の半分しか見えていないからです。他の緯度の観測者にとっては、赤緯が観測者の緯度を引いた 90° より大きい星は周極星となり、天の極を周回しているように見え、常に地平線より上にあるからです。周極星だけで構成されている星座も、周極星と呼ばれます。米国のほとんどの地域 (北緯 40° 以上) では、北斗七星は周極星です。」^[4]

同様に、 δ − θが -90° 未満の場合 (北半球の観測者)、またはδ − θが +90° より大きい場合 (南半球の観測者)、星は地平線より上に昇ることはありません。したがって、カノープスはサンフランシスコやケンタッキー州ルイビルからは見えませんが、フレズノ、タルサ、バージニアビーチからはかろうじて見えます。

北回帰線（北緯23度26分）のほぼ北に位置する極北の星座（カシオペア座、ケフェウス座、おおぐま座、こぐま座など）の中には、決して昇ることも沈むこともない周極星と呼ばれる星もあります。^[3]

たとえば、イギリス諸島の観測者にとって、1等星のカペラ（赤緯+45° 59′）とデネブ（+45° 16′）は、イギリス国内のどこからも沈みません。ベガ（+38° 47′）は、厳密には北緯51° 13′（ロンドンのちょうど南）の北で周極星です。大気の屈折を考慮すると、海面で沈むのが見られるのはおそらくコーンウォールとチャンネル諸島からのみでしょう。

南回帰線（南緯23度26分）のおよそ南にある極南の星座（南十字星、はえ座、うみべ座など）の星は、その回帰線を越えた典型的な観測点に対して周極的である。 ^[3]

一方の半球で周極している星（および星座）は、反対側の半球の同じ緯度（またはそれ以上）では常に見えず、地平線より上に上がることもありません。たとえば、南の星であるアクルクスは、アメリカ合衆国本土のほとんどの地域からは見えません。同様に、北斗七星 の 7 つの星は、南米のパタゴニア地方のほとんどの地域からは見えません。

周極星座は、地球上のある場所から見て、地平線の下に沈むことのない星座（星の集まり）である。北極から見ると、天の赤道より北にある完全に見える星座はすべて周極星座であり、南極から見ると天の赤道より南にある星座も同様である。赤道から見ると、周極星座は存在しない。中北部の緯度（北緯40～50度）から見ると、周極星座には、おおぐま座、こぐま座、りゅう座、ケフェウス座、カシオペア座、およびあまり知られていないきりきん座、オオヤマネコ座、ラケルタ座が含まれる。^[5]

• 天の極
• 天球
• マゼラン遠征
• 北極星
• クリストファー・コロンブスの航海

• 「周極星」ウェブ。2015 年 1 月 7 日。http://www.astronomygcse.co.uk/AstroGCSE/New ^{[ permanent dead link ‍ ]} Site/Topic 3/circumpolar_stars.htm。

ウィキメディア・コモンズには、周極星に関連するメディアがあります。

• Bartleby.com: 周極星
• 北極星の軌跡
• 南極周回星の軌跡
• 星の軌跡の写真撮影チュートリアル