質問: 地球の自転によって、天球上の天体が毎日地球の周りを回るように見える見かけの運動のことを何というでしょう?
回答: 日周運動

タイトル: 自転
天体がどのように自転しているかは、その観測系によって異なる。天文学的には、ある天体の公転軌道を基準として、どれだけ回転しているかが自転である。公転軌道を持たない小惑星や彗星は、その移動方向に対する回転が自転になるが、多くはスピンと表現される。惑星や衛星、彗星などのほとんどの天体は自転しているが、はくちょう座X-1は自転していない可能性が高いとされている。また、パルサーは高速で自転する中性子星と考えられている。天体の核(コア)を観測する方法は存在しないため、回転は光学的に観測されることがほとんどであり表面の回転を基準に算出される。しかしガス惑星では回転の基準となる面を定義できず、また表面が作動回転していることが多いために磁場の観測や他天体との物理的関連を検討して自転速度が計算されている。太陽も同じであり一意に定まっていない。

タイトル: 公転
天文学で言う公転は、ある天体が系の重心の周りを周回することを指す。たとえば、「地球は太陽の周りを公転している」などと言う。系の重心に恒星が存在する場合、この星を主星と呼び、公転する星を伴星と呼ぶ。また、惑星の周囲を衛星が周回する場合や渦巻銀河の内部で恒星が周回する運動も公転と呼ぶ。公転運動の重心に常に天体が存在するとは限らない。例えば質量の差が大きくない2つの恒星が連星を作っているような場合には、系の重心は2つの星の間に位置する。また、公転する物体は恒星や惑星、衛星に限らず、塵やガスなどが公転している系も数多く存在する。太陽系の例では、木星、土星、天王星などの惑星の環は塵や氷などの小さな粒子からできていて、これらの粒子がそれぞれの惑星の周りを公転しているものと考えられている。ブラックホールなどでは、吸い込まれる物質がブラックホールの周囲に集まって公転運動を行い、円盤を形成する。

タイトル: 公転
公転といえば人工物ではなく自然から存在する天体の軌道を指すことが多いが、地球上を回る人工衛星の軌道も公転のひとつに含まれる。

タイトル: 太陽同期軌道
地球が一年で公転するのと概ね一致し、衛星が地球を公転する際の軌道面が、地軸を中心に年一回の周期で回転する。地球側から見ると、太陽と太陽同期軌道とは位置関係が年間を通じて毎日同時刻に一定となっているように見える。衛星側から地球を見ると太陽光の入射角が常に同じになる。すなわち、同一条件下での地球表面の観測が可能となる。

タイトル: 軌道 (力学)
昇交点赤経の回転速度と地球の公転による太陽光線の入射方向の変化速度を同期させ、常に一定の日照条件下で地上を観測できるようにしたものが太陽同期軌道である。近地点引数もまた地球の扁平性により回転する。

タイトル: 地球の自転
国際地球回転・基準系事業 (IERS)によって定められている、恒星に対する地球の自転周期は、86 164.098 903 691秒(23時間56分4.098 903 691秒)である。平均春分点の移動、即ち歳差運動に対する自転周期は恒星時と呼ばれ、86 164.090 530 832 88秒(23時間56分4.090 530 832 88秒)である。後者は前者よりも8.4ミリ秒程度短い。

タイトル: 自転と公転の同期
自転と公転の同期(じてんと こうてんの どうき)とは、互いの重力に引かれて共通重心の周りを公転している2つの天体の、一方または両方が、常に相手に同じ面を向けて回転する現象をいう。すなわち、自転周期と公転周期が等しくなっている現象である。このような状態を示す他の日本語表現としては、自転の同期で説明する「同期自転」、この現象によって起こる潮汐の固定で説明する「潮汐ロック」「潮汐固定」がある。身近な実例は地球の衛星である。月は自転周期と公転周期が同じ(約27.32日)になっているので、常に地球に同じ面を向けている。

タイトル: 自転周期
岩石惑星や小惑星のような固体でできた天体は、自転周期として定まった値を持つ。一方、恒星やガス惑星のような気体、液体でできた天体は、差動回転という現象によって、緯度によって異なった自転周期を持つが、一般的には磁場の自転周期で定義される。球面対称でない天体の場合は、重力や潮汐力の影響を考えなくても一般に定まらない。自転軸の回りの慣性モーメントが変化するため、自転周期が変動する。土星の衛星のヒペリオンはこのような現象を示し、その自転周期はカオス理論を使って表される。

タイトル: 秤動
月の自転周期は、地球の周囲を回る公転の周期と同期しているため、月は地球に対して常にほぼ同じ面を向けているが、秤動があるために地球上の観測者は時間の経過とともに月の裏側の一部をも見ることができる。このため、地球上からは月の全表面のうち約59%を観測できる。秤動には、光学的秤動と物理秤動がある。光学的秤動(optical libration)は、月の見かけの振動である。緯度秤動(libration in latitude) は、月の自転軸が月の公転面の法線に対してわずかに(1.5度ほど)傾いているために生じる緯度方向の動きである。この秤動の原因は、地球の自転軸が公転面に対して傾いているために地球に四季が生じるのと同様のものである。

タイトル: 恒星
語源にもあるように、太陽以外の恒星は地球から数光年以上の離れた場所にあるため、恒星の見かけ上の相対的な位置はほとんど変化しない。ただし、恒星は天球上で完全に静止しているわけではなく、わずかに固有運動を持つ。明るい恒星では年間0.1秒角以下の固有運動を持つが、太陽に近い星はより速く動き、これらは高速度星と呼ばれる。その中でもバーナード星(HIP87937)は10.36秒角/年の速度で移動し、100年間で満月の半径にほぼ相当する17.2分角を移動する。そのため、特に注意を払っていなければ数十年から数百年程度の時間では肉眼で変化を確認することは難しい。

タイトル: 自転
自転(じてん、(英語: rotation)とは、物体がその内部の点または軸のまわりを回転すること、およびその状態である。天体の自転運動を表す言葉として用いられることが多い。力学における剛体の自転は、単に回転と呼ぶことの方が多く、オイラーの運動方程式により記述できる。英語で自転を意味する spin に由来するスピンという言葉も同義語であるが、物体の自転の意味でのスピンは自然科学以外の分野で用いられることが多い。例えばフィギュアスケートにおけるスピンや自動車がスリップすることがスピンと呼ばれる。量子力学や素粒子物理学におけるスピンも語源は自転に由来するが、物体の自転とは異なる概念と考えられている。

タイトル: 日
地球以外の天体や、地球でもはるかな過去(あるいははるかな未来)については、通常、その天体の平均太陽日(あるいは太陽日)をその天体の1日とする。言い換えれば、太陽の(平均)南中周期に等しい。自転周期 t と公転周期 T からは、で計算できる。ただし、衛星の場合は、衛星の自転周期と、母惑星の公転周期を使う。太陽の方向は、衛星の公転ではなく惑星の公転により変化するからである。

タイトル: 円運動
円運動(えんうんどう、英: circular motion)とは、物体の運動の向きとは垂直な方向に働く力によって引き起こされる運動である。特に中心力(常に円軌道の中心を向き、大きさが距離のみに依存する力)が働くことにより引き起こされる。とくに円運動は天体の運動の基本であり、ニコラウス・コペルニクスやヨハネス・ケプラーの地動説の基礎となった。円運動は地上でもしばしば観測される。たとえばひもにおもりをつけて振り回すと円軌道を描く。

タイトル: 秤動
秤動(ひょうどう、libration)とは、ある天体からその周囲を公転する衛星を見た時に、その衛星が見かけ上行うように見える、または実際に行うゆっくりとした振動運動である。単に「秤動」と言う場合には特に、地球を周回する月の秤動を指すことが多い。なお、「秤動」という漢字表記は、正しくは「ショウドウ」と音読するべきところであるが、これを「ヒョウドウ」と読むのは、「章動」(ショウドウ)、「摂動」(ショウドウ、セツドウ)と区別するためであるという。

タイトル: 天動説
また、四元素説を採用し、天界は主に「火」によって構成され、(物質的な世界の中では)最も神聖な領域であるとする。古代においてはアリストテレスやストア派にも影響を与え、中世ラテン語世界において(とくに12世紀以前)大きな影響力があった。紀元前4世紀、プラトンに学んだこともあるエウドクソスは、地球を中心に重層する天球が包む宇宙を考えたとされる。いちばん外側の天球には恒星が散りばめられており(恒星球)、天の北極を軸に、およそ1日で東から西へ回転する(日周運動)。太陽を抱える天球は恒星球に対して逆方向に西から東へ、およそ1年で回転する(年周運動)。太陽の回転軸は恒星球の回転軸とは傾いているために、1年の間でその南中高度が変わり、季節が説明される。恒星球と太陽の間には惑星を運行させる天球を置いた。地球から見て惑星は星座の中をゆっくりと動くように見える。

タイトル: 秤動
このためにあるときは月の北極付近が地球上の観測者から見え、またあるときはこれと反対側の軌道上では月の南極付近が少し見え、その割合は少しずつ変化し、その周期は1分点月である。経度秤動(libration in longitude) は、地球の周囲を回る月の公転軌道がわずかに楕円であるために、月の自転が軌道上の位置に対してわずかに進んだり遅れたりすることで生じる経度方向の動きである。日周秤動(diurnal libration) は、地球上の観測者の位置が地球の自転によって動くために、観測時刻に応じた視差を生じることで表れるものである。日周運動によって月の出のさいには月の西側の縁を、月の入りのさいには月の東側の縁を見ることになり、その程度は約1度である。

タイトル: 土星の太陽面通過
土星の太陽面通過(どせいのたいようめんつうか)とは、他の天体から見て、土星が太陽面を通過する現象である。

タイトル: 反地球
太陽を挟んで地球のちょうど反対側となる位置に地球そっくりの惑星があり、その惑星の公転周期や軌道は位置が違うほかは地球とまったく同じなので、常に太陽の向こう側に位置して決して地球からは見ることはできない、という考えは「反地球」などと呼ばれ、昔から人気のあるものだった。

タイトル: 自転周期
国際地球回転・基準系事業(IERS)によって定められている、恒星に対する地球の自転周期は、86164.098 903 691秒(23時間56分4.098 903 691秒)である。平均春分点の移動、即ち歳差運動に対する自転周期は恒星時と呼ばれ、86164.090 530 832 88秒(23時間56分4.090 530 832 88秒)である。後者は前者よりも8.4ミリ秒程度短い。

タイトル: 地球の太陽面通過 (天王星)
天王星における地球の太陽面通過(ちきゅうのたいようめんつうか)とは、天王星と太陽のちょうど間に地球が入り、太陽面を通過する天文現象である。

タイトル: 順行・逆行
この逆行が起こる周期をその惑星の会合周期と呼ぶ。この見かけの逆行運動は古代の天文学者を悩ませ、このことが planet という名前の由来の一つとなっている。planet はギリシャ語で「彷徨うもの」を意味する語から来ている。天動説の太陽系モデルでは、惑星の見かけの逆行運動は惑星が周転円と従円と呼ばれる円の上を運動するためであると説明された。その後コペルニクスらにより地動説が再発見されるまで、逆行が見かけの運動であるとは考えられなかった。古代中国、漢の時代の天文学者は、惑星の逆行が規則的に起きることに気づいていたが、正常な運行とは認めず、災いを示す異変とみなした。彼らは、古の天下太平な世に逆行はなかったのに、兵乱があいつぐ時代に入って逆行が当たり前のようになったと考えていた。

タイトル: 固有運動
しかし精密な観測を行うと、星座の形は非常にゆっくりと変化していて、それぞれの星は独立した運動を行っていることが分かる。この運動は宇宙空間でこれらの星が太陽や太陽系に対して実際に動いているために生じている。この動きは固有運動角 (proper motion angle) と固有運動という2つの量で計測される。前者は天球上での固有運動の方向を表す(東を左手に置いて、真北から時計回りを正に取る)。後者はその運動の大きさを1年当たりの秒角で表す。視線速度はその星のスペクトルのドップラーシフトから求められるので、1回の観測から求めることができるが、固有運動を測定するには星の天球上の位置変化を継続的に測る必要がある。よって一般には固有運動の測定は視線速度よりも難しい。バーナード星は全ての恒星の中で最も大きな固有運動を持っていて、1年に10.3秒角動く。

タイトル: 公転
各天体の軌道面を観測する場合に基準面として、地球の公転面である「黄道面」、主星である太陽以外のすべての天体の惑星の軌道を加重平均したものである「不変面」、太陽系のほとんどの質量を抱える「太陽の赤道面」などを基準に傾斜が測られる。下表参照。太陽系の主な衛星、特に巨大ガス惑星である木星や土星の衛星の公転軌道は、それらの主星である惑星の赤道面とほぼ同一である。これらの衛星の公転軌道の傾斜は対「ラプラス面(英語版)で測られる。例外は地球の衛星である月で、その公転軌道は地球の赤道面ではなくほぼ黄道面に収まっている。微惑星・小惑星・彗星などはそれらの誕生の経緯や近接する他の天体などの影響から大きく傾いているものもある。そして太陽系は、天の川銀河の銀河面にあり銀河系の中心である銀河核の周りを約2.2億年余り(銀河年)をかけて一周している。

タイトル: 火星の天文学
地球と同様に、火星は、その赤道傾斜角(自転軸の傾斜角)と軌道の離心率を長期間にわたって変化させるミランコビッチ・サイクルを示す。地球の月のような大きい衛星による安定化の影響が無いので、火星の軸の傾きの変化は地球よりはるかに大きい。火星は、地球の41,000年に対し、124,000年の自転軸の傾斜角サイクルを持っている。

タイトル: 恒星の自転
恒星の自転(こうせいのじてん、英: Stellar rotation)は、恒星の自身の自転軸の周りでの角運動である。自転速度は、恒星のスペクトルや表面上の構造の動きのタイミングから測定することができる。恒星の自転は、遠心力により赤道上の膨らみを生み出す。恒星は固体ではないため、差動運動も見られる。そのため、恒星の赤道は、高緯度地域とは異なる角速度で運動できる。このような恒星内の速度の差が恒星磁場を生み出す原因の1つとなる。恒星磁場は、恒星風と相互作用する。恒星から恒星風が吹くことで、自転の角速度は遅くなる。恒星磁場は恒星風と相互作用し、恒星の自転の障害となる。結果として、角運動量は恒星から恒星風へと輸送され、時間が経過すると恒星の自転速度は徐々に遅くなる。

タイトル: 自転
 さらに、地球の構造上中心部が液体であること、潮の干満と海底との摩擦により、長期的には自転速度はだんだん遅くなっている。100年間につき1.7ミリ秒ずつ遅くなっている。しかし、数年ないし数十年の期間においては、自転速度が遅くなっているわけではなく、不規則に変動している。実際、一日の長さ(LOD:Length of the Day)は、1970年代には、86 400.003秒程度であったが、2010年以降は86 400.001秒程度になっており、むしろ自転速度は速くなっている(閏秒、地球の自転を参照)。変動の原因は「地震」「火山の噴火」「ダム」等諸説ある。古文書の日食などの記録を元にした研究により西暦500年頃と西暦900年頃に自転速度が急激に変化したことが判明している。またNASAは、2010年のチリ地震で1.26μ秒、2004年のスマトラ島沖地震で6.

タイトル: 地球の太陽面通過 (土星)
土星における地球の太陽面通過(ちきゅうのたいようめんつうか)とは、土星と太陽のちょうど間に地球が入り、太陽面を通過する天文現象である。

タイトル: 馬蹄形軌道
以下の説明は、太陽の周りを周回し、かつ地球に影響を受けて地球に対する馬蹄形軌道を取る小惑星を例に挙げたものである。小惑星は地球とほぼ同じ軌道にあり、太陽をほぼ1年かけて公転しているものとする。馬蹄形軌道の力学を理解する上で、軌道力学における以下の2つの法則を把握しておく必要がある。馬蹄形軌道は、地球の重力的な影響によって小惑星の楕円軌道の形状が変化させられることによって生まれる現象である。軌道の変化は非常に小さいものであるが、地球に対する小惑星の運動という観点では非常に大きな変化をもたらす。馬蹄形軌道は、小惑星の運動を太陽と地球に対する相対的な動きとして描写した場合 (太陽と地球を基準とした回転座標系) にのみ現れるものである。小惑星は常に太陽の周りを同じ公転方向に運動している。

タイトル: 地球の自転
地球の自転の系では、自由に動く物体は、固定系から見かけの経路に従っているように見える。このコリオリ力のため、落下する物体は垂直よりも東方向に曲がって落ち、北半球では発射物は右に曲がって進む。北半球と南半球で台風の回転の方向が異なる等、気象学等の様々な分野でもコリオリ力は表れる。1679年にアイザック・ニュートンからの提案を受け、ロバート・フックは8.2mの高さから落とした物体は東の方向に0.5mm曲がると予測したが、上手くいかなかった。しかし、18世紀末から19世紀初めにかけて、ボローニャのジョヴァンニ・バッティスタ・グリエルミニ(英語版)、ハンブルクのヨハン・ベンツェンベルク、フライベルクのフェルディナント・ライヒらが高い塔から慎重に重りを落として確証的な証拠が得られた。地球の自転に関する最も有名な実験は、1851年にレオン・フーコーによって初めて行なわれたフーコーの振り子の実験である。