第４回天文宇宙検定１級問題・解答
No.
問題
正答
解説
1
超新星にはいくつかの型があるが、極大時の光度がほぼ一定であ
ることから銀河の距離の指標に使われ、宇宙論の研究上でも重要
な超新星の型は以下のうちのどれか。
①
Ia型超新星は、白色矮星にガスが積もることで質量が「チャ
ンドラセカール限界」に達すると起こる爆発現象である。こ
の限界質量が存在するため、生み出されるエネルギーは、
どの超新星もほぼ一定の値をとると考えられている。それ
以外の型は、全て大質量星が進化の最期に起こす重力崩
壊型の超新星である。重力崩壊型超新星の場合、親星の
質量や性質にばらつきがあり、光度はIa型ほどには一定値
にならない。
③
シリウスのふらつき運動から、シリウスに伴星が存在するこ
とを1944年にベッセルが推測し、クラークが1862年に伴星
を発見した。アダムスによる1915年のスペクトル観測から、
シリウス主星と伴星の表面温度がほぼ同じであることがわ
かり、それらの結果、太陽と同じくらいの質量がありながら、
半径は100分の１くらいしかない天体が存在することが判明
し、白色矮星と名付けられた。1920年代にエディントンや
ファウラーによって、このような高密度天体の理論的研究
が進められ、最終的にチャンドラセカールが白色矮星の内
部構造を理論的に解明した。なお、中性子星の限界質量が
太陽質量の2～3倍くらいになると考えられている。
③
情報が伝わる速度は光速度c を超えることができないの
で、サイズがR の天体の明るさは、R /c より早く変化できな
い。ミリ秒で時間変動するなら、そのサイズはミリ秒×光速
度ぐらいとなり（上限）、300kmぐらいである。はくちょう座X1のブラックホールは10太陽質量程度なので、その10倍ほ
どになる。
③
この広い宇宙の中で、生命が育まれる“第2の地球”は存在
しないのだろうか？ 系外惑星の調査が最近盛んである。
これまでに確定された系外惑星総数は1779個に及ぶ
（2014年3月現在）。そのうち715個は、2009年から2011年に
かけて行ったアメリカ/NASAの系外惑星探査衛星「ケプ
ラー」の初期観測データにより確認された。今後も観測が続
けられれば、さらに多くの系外惑星が発見され、“第2の地
球”も特定されるかもしれない。
①Ia型
②Ib型
③IIp型
④IIn型
2
電子の縮退圧で支えられている白色矮星には、質量の上限（限界
質量）が存在する。その限界質量の記述として正しいものはどれ
か。
①エディントン質量は約1.44太陽質量になる
②エディントン質量は2～3太陽質量ぐらいである
③チャンドラセカール質量は約1.44太陽質量になる
④チャンドラセカール質量は2～3太陽質量ぐらいである
3
図は、はくちょう座X-1のX線光度曲線である。X線の時間変動がミ
リ秒で起こるとすると、X線変動を起こしている領域の広がりはどれ
ぐらいになるか。
①3 km
②30 km
③300 km
④3000 km
4
系外惑星とは、太陽以外の恒星を周回している天体のことを指す。
「ホットジュピター」（灼熱の、木星の半分程度の惑星）や「スーパー
アース」（地球の数倍程度の惑星）など、様々な形態の系外惑星が
見つかっている。これまでに確認された系外惑星の数として最も近
いものはどれか。
①10個
②100個
③1000個
④10000個
1
第４回天文宇宙検定１級問題・解答
No.
問題
正答
解説
5
月のクレーターには、日本人の名前が付けられているものがあり、
日本人の科学者、数学者の名前も見られる。では、次の日本人天
文学者の中で、月のクレーター名に付けられていないのは誰か。
②
①の木村栄（1870-1943）は、Z項を発見した人で、クレー
ター「キムラ」がある。
③は平山信（1867-1945）と平山清次（1874-1943）という、
小惑星の研究で知られた2人にちなんだクレーター「ヒラヤ
マ」がある。
④の山本一清（1889-1959）は元京都帝国大学教授、東亜
天文学会を創設した人物で、クレーター「ヤマモト」がある。
②の寺尾寿（1855-1923）は初代東京天文台長であるが、
クレーターの名前にはなっていない。
天文学者にちなんだクレーター名としては、他には、江戸時
代の天文学者麻田剛立にちなんだクレーター「アサダ」など
もある。
②
ブラックホールや中性子星連星の合体で発生する重力波を
直接とらえようとする重力波干渉計は、基線長が数kmを要
する大きなレーザー干渉計である。微弱な重力波をとらえ
るためには、少しでもノイズを下げる必要がある。ノイズの
原因のひとつは、数Hz帯から数十Hz帯の地面振動である。
山の中（地下）に干渉計をつくった第一の理由は地面振動
が少ないことだ。①のニュートリノは重力波観測にはまった
く影響しない。また、KAGRAは全体を低温にして装置の熱
雑音を抑える工夫もする。したがって、地下にあることで温
度調整をするわけではない。
①
英語のアルファベットは、そもそもギリシャ語のアルファと
ベータからきている。ギリシャ語のアルファベット24字（異体
字を入れるともう少し多い）は、星の名前（バイエル符号）だ
けでなく、様々な変数で用いられる。小文字だけでも、ぜ
ひ、スラスラと書けるようになってほしい。
③
星間ガスの相は、温度や密度の状態によって、非常に希薄
で約100万Kの温度をもつ高温ガス（コロナルガス）、温度が
1万K前後の中性水素ガス、同じく温度は1万K程度だが電
離している電離水素領域・HII 領域、温度が100Kぐらいでや
や密度が高くなった星間雲、そして10Kぐらいで星間ガスと
しては比較的密度が高い分子雲、などに分けられる。
③
条件より、曲げられる角度は、
δ ＝2×3/700000＝0.000008571ラジアン＝（180/π を掛け
て）＝0.0004911°＝（3600を掛けて）＝1.768秒角
①木村栄
②寺尾寿
③平山信
④山本一清
6
2014年6月、日本が岐阜県に建設している重力波干渉計KAGRA
（かぐら）のトンネルが貫通し、マスコミに公開された。KAGRAは、一
辺が３kmもあるレーザー干渉計だが、岐阜県神岡鉱山跡の山中に
わざわざ建設した理由は何か。
①近くにはスーパーカミオカンデというニュートリノ観測装置があり、
実験装置の調整にニュートリノを使うから
②山の中だと地面の振動が少なく、干渉計装置のゆれを押さえるこ
とができるから
③山の中だと温度調整が少なくて済むので、レーザー光源のメンテ
ナンスに都合がよいから
④強力なレーザー光の発生や、真空ポンプの稼働で、騒音が激し
いから
7
ギリシャ語のμ はどう読むか。
①ミュー
②ニュー
③ミクロン
④エータ
8
星間ガスの諸相について、電離水素領域は図のどこにあたるか。
①ア
②イ
③ウ
④エ
9
質量M の天体の重力場によって光線が曲げられるとき、天体のシュ
バルツシルト半径をr g 、光線が最も天体に近づく距離をa とすると、
弱い重力場近似における曲げられる角度δ は、δ ＝2 r g /a ［ラジア
ン］となる。太陽の縁をかすめる光線が曲げられる角度を秒角で表
すと、どの値になるか。なお、太陽のシュバルツシルト半径を3 km、
太陽半径を70万kmとせよ。
①1.55秒角
②1.61秒角
③1.77秒角
④1.98秒角
2
第４回天文宇宙検定１級問題・解答
No.
問題
10 銀河系中心のいて座Aまでの距離はおよそ8.1kpcであり、波長
90cmの電波で見ると、そのサイズは約42pcである。このときの「い
て座A」の見かけの大きさは、満月のみかけの直径に比べてどの程
度になるか。
正答
解説
③
以下の図を参照されたい。満月の見かけの大きさは、約
0.5°であるが、いて座A のサイズはこれよりも若干小さい
様子がわかる。距離と大きさの比より視角度を計算して求
め月のサイズと比較しても良いが、私たちの住む銀河系の
中心領域についての知識として覚えておいてほしい。夏の
天の川（いて座方向）を見る際には、可視光線で見た銀河
系中心の姿に重ねて、電波で観た銀河系中心の構造を想
像してもらいたい。
①満月の１/10000倍くらいの大きさである
②満月の１/100倍くらいの大きさである
③ほぼ同じくらいの大きさとなる
④満月の10倍くらいに広がっている
『超・宇宙を解く』P.195、図４４.１より
11 地球上において、地上に光源をおき、高さH のところで光源からの
光の波長を測定すると、光の波長は重力赤方偏移を示す（波長が
長い方にシフトする）。この重力赤方偏移を測定する際に、以下の
どの効果が利用されるか。
①
「メスバウアー効果」とは、結晶体状のガンマ線放射線源と
その吸収体の間に発生する共鳴吸収現象である。放射線
源と吸収体の間に相対的な運動があると、ドップラー効果
により波長が変化するが、たとえわずかな相対運動であっ
ても、この共鳴吸収現象は発生しなくなる。この性質を利用
して、重力赤方偏移の検出が可能である。たとえば、地上
から高さH に向かう電磁波の波長が伸びる程度を、吸収体
を下向きに運動させることで吸収するのである。吸収体の
速度を測定することで、重力による赤方偏移を精度よく検
出することができる。メスバウアー効果は、横ドップラー効
果の測定にも利用される。「ゼーマン効果」は、原子から放
出される電磁波スペクトルにおいて、磁場がないときには
単一波長であったスペクトル線が、磁場が存在する場合に
は複数のスペクトル線に分裂するという現象である。「トン
ネル効果」は、粒子が量子力学的な効果で、ポテンシャル
障壁を乗り越える現象である。「サニャック効果」は、回転座
標系の下で、移動経路および移動方向に依存する形で生
じる時間のずれを指す。この時間のずれとは、相対論的な
固有時のずれ（時間の遅れ）に相当する。
③
望遠鏡の角度分解能は観測する光の波長をλ 、望遠鏡口
径をD とすると、λ /D に比例する。したがって、口径D を大
きくすると分解できる角度は小さくなるが、波長λ が長くな
ると逆に角度は大きくなる。すばる望遠鏡とALMAの口径の
比は（18.5 km)/(8 m) ~ 2300 だが、すばる望遠鏡は波長約
5.5×10－9 m の可視光を、ALMAは波長約1e －4m のサブミ
リ波（電波）を観測するため、この波長の違いによって
ALMAの角度分解能はすばる望遠鏡の10倍程度になる。
③
金星には固有の磁場が存在せず、電離層は太陽風に直接
さらされている。ただし、（惑星固有の磁場はないものの）不
定形のオーロラが発生する。水星には固有の磁場が存在
する。ただし、大気が無いので電離層がつくられることはな
く、その意味で磁気圏と電離層の相互作用は存在しない。
木星や土星には、ハッブル望遠鏡により明瞭なオーロラが
観測されている。天王星や海王星でもオーロラは観測され
るが、磁場の中心が惑星中心から離れており、磁場の軸自
体も自転軸から大きく傾いているので、地球や木星のよう
な姿とは異なっている。
①メスバウアー効果
②ゼーマン効果
③トンネル効果
④サニャック効果
12 電波望遠鏡「ALMA」では複数の望遠鏡を組み合わせて、口径18.5
kmの巨大な望遠鏡として使用する。しかし、実際にはALMAの角度
分解能は口径8mの「すばる望遠鏡」よりも10倍程度上がるだけであ
る。この理由として最も適切なものを選べ。
①地球大気の影響で星の像がゆらぐため
②角度分解能には理論上の限界が存在するため
③すばる望遠鏡とALMAとでは観測する電磁波の波長が異なるた
め
④すばる望遠鏡では補償光学システムを用いることで限界以上に
角度分解能が上がっているため
13 惑星磁気圏に関する以下の文のうち、正しいものを選べ。
①金星は地球と同程度の規模の磁気圏をもち、オーロラも発生す
る
②水星には固有の磁場は存在せず、磁気圏と電離層の相互作用
というものは生じない
③天王星の磁場はボイジャー2号によって確認されており、強さは
地球と同程度である
④木星や土星も大きな磁気圏をもつが、オーロラが観測されている
のは木星のみである
3
第４回天文宇宙検定１級問題・解答
No.
問題
14 ロッシュポテンシャルにおいて、ラグランジュ点は何個存在するか。
正答
解説
③
ラグランジュ点とは、ロッシュポテンシャルにおいて、ポテン
シャルの極値となる点であり、力が0となる点である。連星
を結ぶ線上に、連星の間に1個、連星の外側にそれぞれ1
個の合計3個、それに、連星の軌道面内で、連星と正三角
形をつくる位置に2ヵ所存在する。したがって、合計5個存在
する。
③
太陽の見えている本体を光球（図のA）と呼ぶ。光球の外側
の上空へ向けて温度が増加する領域が彩層（図のB）であ
る。彩層上層で、コロナ（図のD）へ向けて急激に温度が上
昇する領域が遷移層（図のC）である。
③
アーサー・Ｃ・クラーク作の①は1979年。チャールズ・シェ
フィールド作の②は1979年で、奇しくも独立して同じ題材を
扱ったSFがほぼ同時期に出版された。キム・スタンリー・ロ
ビンソン作の④は1992年で、クライマックスで火星の宇宙エ
レベータがテロで倒壊する場面を描く。小松左京作の③は
1966年。アルツターノフによる軌道エレベータの実証的考
察が1959年であり、欧米での軌道エレベータに関する情報
普及が1975年のピアソン以降であることを考えると、既にこ
の時期に宇宙エレベータ（軌道エレベータ）を登場させてい
た小松の先見性は驚異的である。
④
IKAROS（イカロス）は小型ソーラー電力セイル実証機であ
り、全てのミッションを完了した後、現在も太陽のまわりを公
転し、運用が続けられている。IKAROSは、宇宙空間でのセ
イルの展開やソーラーセイルによる加速、航行技術の獲得
など、世界初の挑戦を見事に成功させた。今後の後継機が
期待されている。
③
地球史において、生物の大量絶滅が何回か記録されてい
るが、中でも規模の大きな５つを５大絶滅と呼ぶ。オルドビ
ス紀末（4億4400万年前、85％絶滅）、デボン紀末（3億7400
万年前、82％絶滅）、ペルム紀末（2億5100万年前、96％絶
滅）、三畳紀末（1億9900万年前、76％絶滅）、白亜紀末
（6500万年前、70％絶滅）である。
①1個
②3個
③5個
④7個
15 図は太陽表層の温度分布と密度分布を示したものである。図のC
の領域を何と呼ぶか。
①彩層
②変位層
③遷移層
④境界層
16 次のSF作品には、いずれも宇宙エレベータが登場する。このうち最
も早く宇宙エレベータを登場させた作品はどれか。
①楽園の泉
②星々に架ける橋
③果しなき流れの果に
④レッド・マーズ
17 2010年5月に日本が打ち上げたIKAROS（イカロス）は世界初の宇宙
帆船である。その概要について間違っているものはどれか。
①太陽の光の力（太陽輻射圧）を利用して進む
②セイル（帆）は14 m四方の正方形である
③薄膜太陽電池をセイル（帆）に貼り付け発電する
④2014年7月現在運用は終了している
18 小惑星の衝突は、生物の大量絶滅の原因になったという説があ
る。実際の大量絶滅ではプルームの活動など他の要因も大きいと
考えられるが、次の大量絶滅の中で最も絶滅した生物種の割合が
大きいのはどれか。
①オルドビス紀末
②デボン紀末
③ペルム紀末
④白亜紀末
4
第４回天文宇宙検定１級問題・解答
No.
問題
正答
解説
19 太陽のまわりをある天体が離心率e の楕円軌道で運動している。近
日点における公転速度v 1と遠日点における公転速度v 2にはどんな
関係が成り立つか。
②
ケプラーの第2法則により、面積速度は一定である。近日点
距離をr 1、遠日点距離をr 2 とすると、面積速度は一定であ
るから、1/2 r 1v 1＝1/2 r 2v 2 が成り立つ。また、r 1、r 2 は、
軌道長半径をa とすれば、それぞれr 1＝ a (1−e )、r 2＝ a （1
＋e ） で与えられる。したがって、これらの関係から②が正
解であることがわかる。
20 系外惑星の探査方法として利用できない方法はどれか。
③
①は、ドップラー効果を利用したもので、恒星のまわりを公
転する惑星の重力によって、恒星がふらつく様子を観測す
る方法（ドップラー法）。②は、恒星の手前を惑星が通過す
ることで、恒星の明るさが減光される様子を観測する方法
（トランジット法）。④は、遠方の天体の手前を、惑星系が横
切る際に生じる重力レンズ効果による増光の様子を調べる
方法（重力レンズ法）。恒星が惑星を伴っている場合には、
明るくなるときと暗くなるときで、明るさの変化の仕方が時
間的に非対称になる。③は、セファイド変光星の絶対光度
を推定するのに利用される。
①
視線速度v は、銀河中心からの距離をR 、そこでの銀河回
転角速度をω （R ）、太陽の銀河中心からの距離をR 0、太
陽の銀河回転角速度をω 0とすると、v = {ω (R ) − ω 0} R 0
sinl で与えられる。銀河系は内側ほど回転角速度が大きい
差動回転をしており、銀経l が第1象限（0°＜ l ＜ 90°）
の場合、太陽軌道の内側（R ＜R 0）では視線速度は正（v ＞
0）、太陽軌道の外側（R ＞R 0）では視線速度は負（v ＜ 0)
となる。l ＝40°は第1象限であるから、B、C、D はいずれ
も太陽軌道の内側にあり、Aだけが太陽軌道の外側にあ
る。したがって、太陽から最も遠いのはAとなる。なお、B、
C、D の電波を出すガスの位置は視線上に手前と遠方の
2ヶ所に存在するため（距離の不確定性）、この3 つの距離
の大小関係は、このデータからは決まらない変化を表す。
③
渋川春海は、1798年に『天文瓊統』という本を著し、その中
に「天文成象図」として、オリジナルの星座を加えた星図を
発表している。翌年には、この本の星図だけを抜き出して、
長男の渋川昔尹の名義で『天文成象』を出版している。 ①
と④は、それ以前の渋川春海の星図で、①は1677年、④は
1670年の刊行。両者とも描かれているのは中国星座だけ
である。②の『天文図解』は、1688年に井口常範が表した天
文書で、渋川春海とは関係がない。
④
国際宇宙ステーションの軌道高度は約400kmで、その高度
での気圧は大体10－5[kPa]程度と言われている。地上での
気圧は1気圧で約100[kPa]。よって、高度400kmで既に地上
気圧の10－7倍。高度1000kmではさらに圧力が格段に低く
なり、真空度が増す。
①視線速度の周期的変化を測定する方法
②光度曲線における周期的な減光を測定する方法
③周期光度関係を利用する方法
④重力レンズ効果による増光を調べる方法
21 図は、銀河面内の銀経l ＝40°方向を、水素の21cm線の電波輝
線で観測した結果得られた電波強度分布図である。横軸には視線
速度v を、縦軸には電波強度をアンテナ温度 I で示してある。図中
の矢印で示したA、B、C、Dの４つの視線速度の電波を発する星間
ガスのうち、太陽からの距離が最も遠いものはどれか。
①A
②B
③C
④D
22 江戸時代の天文学者渋川春海は、当時日本で使われていた中国
星座に加えて、自ら61の星座をつくって追加した。その成果は、オリ
ジナルの星図として発表されている。では、その星図のタイトルは
何か。
①「天文分野之図」
②「天文図解」
③「天文成象」
④「天象列次之図」
23 地球において、高度1000kmを宇宙空間のはじまりとすると、そこで
の気圧は地上（高度0 m）と比べてどれくらいだろうか。最も近いも
のを選べ。
①10－3倍
②10－5倍
③10－7倍
④10－9倍
5
第４回天文宇宙検定１級問題・解答
No.
問題
24 2013年12月、中国の嫦娥３号が月面に軟着陸をした。これで中国
はアメリカ、ソ連（現ロシア）に次いで月面に探査機を送り込んだ３
番目の国になった。さて、この月面着陸は何年ぶりのことだろうか。
正答
解説
③
1976年8月にソ連の打ち上げた無人月面探査機ルナ24号
が月面に着陸して、月の土を地球に持ち帰った。ソ連のル
ナ計画はこれで終了した。
④
トムソン散乱は自由電子による光子の弾性散乱で、光子の
運動方向は変わるが、光子のエネルギーは変化しない。
めったに見ることはできないが、皆既日食中に見られる乳
白色の太陽コロナは、高温コロナ中の自由電子が太陽光
をトムソン散乱したものである。
ミー散乱は塵など比較的サイズの大きな微粒子による光子
の散乱で、あらゆる波長の光をほぼ均等に散乱する。朝焼
けや特に、夕焼け時の地平線方向が黄色っぽく見えるの
が、ミー散乱によるものである。黄砂による散乱もミー散乱
になる。
レイリー散乱は、空気分子など光の波長よりも小さな粒子
による散乱で、青い光がより強く散乱される。青空の色がレ
イリー散乱の結果である。
コンプトン散乱は光子による電子の非弾性散乱で、光子の
運動量だけでなくエネルギーも変化する。自然現象で人間
が直接に見ることはまずない。
②
ビッグバン以前の宇宙は、真空から宇宙が急激に膨張する
インフレーション期だったと、現代宇宙論研究者の多くは考
えている。インフレーションとは、光速以上の速さで時空自
体が膨張する時期を指す。素粒子理論では、真空状態は、
正と負のエネルギーが絡み合い、粒子の生成・消滅が絶え
間なく生じる空間である。水を沸騰させると泡が多数生じる
ように、我々の宇宙のはじまりも真空中に生じた１つの泡で
あり（この泡の生じる現象が相転移と言われる）、その泡が
大きく成長したものと考えられている。泡は多数生じていた
はずであり、したがって我々の宇宙以外にも、宇宙が多数
存在することになる。それぞれの宇宙は互いに繫がってい
ないから証明できない理論だが、１つの宇宙（ユニバース）
ではなく、多重宇宙（マルチバース）が存在するという考え
は、物理学ではごく自然な論理的帰結である。
①14年
②25年
③37年
④41年
25 自然界にはいろいろな原因で光が散乱される現象がある。以下の
うち、自然現象の中で肉眼で見ることができない散乱はどれか。
①トムソン散乱
②ミー散乱
③レイリー散乱
④コンプトン散乱
26 インフレーション宇宙モデルによると、我々の宇宙だけではなく、他
にも宇宙が存在する可能性がある。このような多重宇宙論が導か
れる根拠は何か。
①インフレーション期は、光速以上の速度で膨張するので、同じ宇
宙でも見えない場所があるから
②インフレーションは、真空の相転移で宇宙が生じたとするので、
他にも無数に宇宙が生じる可能性があるから
③インフレーション膨張は、宇宙を一様で等方なものにするが、現
在の宇宙は非一様で非等方だから
④我々の宇宙は、物質と反物質の割合がわずかに異なっていたた
め物質宇宙になったが、逆の可能性もあるから
6
第４回天文宇宙検定１級問題・解答
No.
問題
正答
解説
27 主系列星の質量光度関係を表す図はどれか。なお、横軸は太陽の
質量を１としたときの恒星の質量を、縦軸は太陽の光度を１としたと
きの恒星の光度を、いずれも対数スケールで示してある。
④
主系列星の質量光度関係は、光度が質量の3～4乗に比例
するという関係である。したがって、図では右上がりのほぼ
直線的な分布図となり、①と③は不正解であることがわか
る。②と④はかなり傾向が似ているが、②は質量が10近辺
でほぼ垂直に、質量が0.1近辺でも傾きが大きくなっており、
曲線的に変化している。これに対して、④は質量が1より大
きいときと小さいときで傾きは少し異なるが、ほぼ直線的に
分布しており、この④が実際のデータから作成した質量光
度関係である。なお、①は、横軸に色指数から太陽の色指
数を引いた値（B −V −0.65）を、縦軸に光度をとってプロット
した主系列星の分布（HR図での主系列星の分布）である。
主系列星の色指数も質量と密接な関係があるため、よく似
た分布を示すが、その分布の形状は少し異なる。②は、①
の左右を入れ替えたもの、③は④の左右を入れ替えたもの
である。
28 イギリスの天文学者、ウィリアム・ハーシェルの４つの業績を、年代
順に古いものから並べよ。
A. 赤外線放射の発見
B. 天王星の発見
C. 天の川を構成する星々が円盤状に分布する説を提唱
D. 土星の衛星エンケラドスの発見
②
赤外線の発見は1800年、天王星の発見は1781年、天の川
を構成する星々が円盤状に分布する説を提唱した論文を
発表したのは1785年、土星の衛星エンケラドスを発見した
のは1789年である。
④
銀河系は進化とともに金属量が増えていく。したがって、金
属の含有量が少ない星は、銀河系の初期を知るうえで重
要な天体である。しかし、このような星を多くの星の中から
見つけ出すこと自体、大変な労力を要する。この星は6000
光年の距離にある星であるが、観測によると鉄の含有量の
上限は太陽の1/1000万以下と見積もられている。推定年
齢は約136億歳である。
②
星１（レグルス）と星２（ベガ）の吸収線の位置がよく一致し
ているが、これらは水素のバルマー線である。水素のバル
マー線はF型からA型で顕著になるが、星２のピークが
430nm付近に位置し、星１（レグルス）の連続スペクトルの
ピークが星２（ベガ）のピークより短波長側に位置することな
どから、星２（ベガ）はA型だと判断される。太陽は、表面温
度が6000K程度で、スペクトルのピークは600nm付近にあ
る。星３（アンタレス）はピークが長波長域に位置し、分子に
よる吸収帯（バンド）も見られる低温度のM型である。
①A→B→D→C
②B→C→D→A
③A→C→B→D
④B→A→D→C
29 2014年2月、銀河系の中で最も古い星SMSS J031300.36-670829.3
の発見が発表された。太陽と比べたときの鉄の含有量が、その古さ
の決め手となったが、この星の鉄の含有量は太陽と比べたときどの
程度であったか。
①１万倍以上
②100倍程度
③1000分の１程度
④1000万分の１以下
30 図は3つの星のスペクトル図である。星２のスペクトル型はどれにな
るか。
①B型
②A型
③G型
④M型
7
第４回天文宇宙検定１級問題・解答
No.
問題
正答
解説
④
経緯台は、鉛直方向に設定した「方位軸」と、水平方向に設
定した「高度軸」の二軸で望遠鏡筒を支え、この二軸のまわ
りに鏡筒を回転させることで、望遠鏡を任意の天域に指向
させ、天体追尾を行う形式の望遠鏡架台である。回転軸
が、天体の日周運動（地球の自転）とは無関係に設定され
ているため、天体追尾には一般に二軸を同時に非等速回
転させることが必要である。このように追尾制御は複雑とな
るが、機械的には単純かつ堅牢なため、大型望遠鏡では
ほとんどが経緯台を採用している。
（注）経緯台でも、たとえば南極点に設置した場合は、高度
軸を固定して方位軸のみを等速回転させれば天体追尾が
できる。ただし、それは特殊な場合であって、一般的な説明
としては適切ではない。
32 半径R 、全質量M 、厚さ無限小の球殻内部の重力は次のどれか。
①
一様密度の球殻内部では、重力はどこでも0となる。②は一
様密度の球内部の重力。③は球殻内部の位置エネルギー
（重力エネルギー）の分布。④はダミー。
33 『スタートレック』の物質転送技術は、物質を瞬間的に遠隔地に送り
届けるための架空の技術だが、近い将来、「量子テレポーテーショ
ン」技術として現実的に可能になるかもしれないと考えられている。
これはどのような効果・方式を利用したものか。
①
『スタートレック』の転送技術では、“転送ビーム”なるものを
照射することで物質を“フェイズド・マター”というエネルギー
状態に分解し、“パターンバッファー”に蓄え、それを“放射
器”により目的地に送信し、そこで再び物質に戻す、という
ものだ（もちろん、架空の技術）。ワームホール方式は、SF
映画『スターゲイト』の「ホームダイアル装置」で採用されて
いる。ドラえもんの「どこでもドア」もこれだろう。「量子テレ
ポーテーション」は物理学の分野で真面目に議論されてい
て、量子通信や量子コンピュータの分野でも盛んに研究さ
れている。現在は、原子レベルでの転送でしか実現されて
いないが、近い将来、物質転送装置が開発されるかもしれ
ない。
③
現時点で認証された「宇宙日本食」は12品目28種類に及
ぶ。その中には「さばの味噌煮」をはじめ、野口宇宙飛行士
が宇宙で食べて話題になったラーメン、カレーなどが含ま
れる。ようかんは、小倉ようかんと栗ようかんが認定されて
いる。キシリトールガムも認定宇宙食に含まれている。
(参考) http://iss.jaxa.jp/spacefood/about/japanese/
31 経緯台式の望遠鏡による天体追尾について述べた以下の文のう
ち、最も適切なものはどれか。
①一方の軸を固定し、他方の軸を等速回転させることで天体追尾を
行う
②一方の軸を固定し、他方の軸を非等速回転させることで天体追
尾を行う
③二軸を共に等速回転させることで天体追尾を行う
④二軸を共に非等速回転させることで天体追尾を行う
①量子もつれ効果
②ワームホール方式
③フェイズド・マター方式
④トンネル効果
34 日本人宇宙飛行士が数多く宇宙に行くようになり、宇宙飛行士たち
のために、JAXAは「宇宙日本食」を認定している。以下のうち、現
時点（2014年８月）で認定宇宙食になっていないものはどれか。
①おかゆ
②ようかん
③あんみつ
④おこわ
8
第４回天文宇宙検定１級問題・解答
No.
問題
正答
解説
35 有効温度T 、半径R の恒星から距離d 離れた場所で、その法線と
恒星が角度θ をなす面が受ける放射流束（フラックス）を表す式は
次のうちどれか。ただし、σ はステファン・ボルツマン定数とする。
②
この恒星の単位面積あたりの放射流束はステファン・ボル
ツマンの法則からσ T 4であるから、この恒星の光度L は、
恒星の表面積が4πR 2であることから、L ＝4πR 2 σ T 4と
なる。
一方、光度L の天体から距離d 離れた場所で、法線が恒星
を向く面（つまりθ ＝0）が受ける放射流束F は、L /（4π
d 2）で与えられる。今、考える面は法線が恒星と角度θ をな
すので、恒星から面を見込む面積はcosθ 倍となる。ゆえ
に、放射流束F ＝L /(4πd 2) cosθ ＝(R /d )2σ T 4cosθ とな
る。
36 恒星のスペクトル分類について、以下の記述から正しいものを選
べ。
②
スペクトルの特徴について、①はG型星、③はM型星、④は
O型星のものである。
④
可視光領域では主として水素のバルマー系列（Hα 、
Hβ 、Hγ …）の線スペクトルが見られ、波長からはHβ 線に
なる。また恒星の連続光に対して、黒い線であることから、
吸収線である。通常の星のように、内部ほど温度が高いガ
ス球のスペクトルには、通常は吸収線が見られる。輝線が
見られる星は輝線星と呼ばれ、しばしば周辺に輝線を発す
る希薄な大気をまとっている。
③
ロシアのロケット研究者コンスタンチン・ツィオルコフスキー
（1857-1935）が書簡の中で述べたとされる。①のヘルマン・
オーベルト（1894-1989）はドイツのロケット工学者。②のド
イツのオイゲン・ゼンガー（1905-1964）は光子ロケットを提
唱した。④のロバート・バサード（1928-2007）はアメリカの
物理学者で、ラムジェット推進の研究に貢献した。
②
波長の長い光は赤く、短い光は青い。波長の短い青い光ほ
ど多く減光するため、星間減光を受けると恒星の色は本来
のものより赤くなる。色指数では値が小さいほど青く、大き
いほど赤い色に対応するため、 星間減光を受けると、恒星
の色指数は値が大きくなる。
①O型星のスペクトルには電離カルシウムのH、K線が水素の吸収
線より強い。分子による吸収帯も見える
②A型星のスペクトルでは他の型と比べて水素の吸収線が最も強
い
③G型星のスペクトルでは中性の重元素の吸収線が非常に強く現
れる。酸化チタンの吸収帯も強い
④M型星のスペクトルでは電離ヘリウムや高階電離の酸素、炭素、
窒素の線が見られる
37 図はベガ（こと座α 星）のスペクトルである。矢印の線は以下のどれ
か。
①Hα
②Hα
③Hβ
④Hβ
の輝線
の吸収線
の輝線
の吸収線
38 「地球は人類の揺りかごだが、我々は揺りかごの中に永遠に留まる
ことはできない」と述べたのは誰か。
①ヘルマン・オーベルト
②オイゲン・ゼンガー
③コンスタンチン・ツィオルコフスキー
④ロバート・バサード
39 恒星からの光は、星間空間に存在するダストによって吸収・散乱を
受けて減光する。これを星間減光という。可視光から近赤外線で
は、波長の長い光よりも短い光の方が星間減光を多く受ける。星間
減光と色指数について述べた以下の記述のうち、正しいものを選
べ。
①星間減光を受けても恒星の色指数には変化はない
②星間減光を受けると恒星の色指数は本来の値よりも大きくなる
③星間減光を受けると恒星の色指数は本来の値よりも小さくなる
④星間減光を受けると恒星の色指数は変化するが、変化量は恒星
の温度に依存する
9
第４回天文宇宙検定１級問題・解答
No.
問題
40 もしも、太陽が石炭でできているとすると、そのときの太陽の寿命τ
はどれほどになるか。太陽の質量はM Sun＝2.0×1030kgで、石炭は
１kgあたり約E ＝2.5×107J/kgのエネルギーを生み出すことができ、
太陽光度はL Sun＝3.85×1026J/sである。
正答
解説
②
太陽の寿命をτとすれば、太陽質量の石炭が全てエネル
ギーに変わると EM Sun ＝ 2.5 × 107 × 2.0 × 1030 ＝ 5.0
× 1037Jのエネルギーに換算される。このエネルギーを1秒
あたり光度 L Sun で消費していくのであるから、
τ ＝ EM Sun/L Sun ＝5.0 × 1037/3.85 × 1026＝1.3×1011s
＝4.1 × 103 yr
①約40年
②約4000年
③約400000年
④約40000000年
となる。よって約4000年である。
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