共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）本試験
問65 (地学基礎（第3問） 問3)
問題文
高校生のSさんは、一昨年に太陽を観察してから宇宙に興味をもつようになった。そこで、家の近くにある公開天文台に通い、天体写真を撮った。次の会話文を読み、後の問いに答えよ。
Sさん：メシエ天体の写真をいくつか撮ったので見てください（図1）。
T研究員：うまく撮れていますね。これらはどのような天体かわかりますか？
Sさん：M13とM45は星団です。恒星は年をとっています。（ ア ）にある恒星は若く、（ イ ）にある恒星は年をとっています。
T研究員：よく勉強していますね。そのとおりです。
Sさん：M42とM97は星雲です。（ ウ ）の中には生まれたばかりの恒星が含まれることがあります。太陽程度の質量をもつ恒星は終末期に（ エ ）をつくります。
T研究員：それもそのとおりです。星雲が淡くぼんやりと見えるのは、（ オ ）からですね。
Sさん：メシエ天体はいろいろな形があって楽しいのですが、恒星はどれも点にしか写りませんでした。
T研究員：そうですね。ただ、表面の様子が詳しく見える恒星が一つだけあります。太陽です。
Sさん：そういえば一昨年に（a）太陽の黒点を観察しました。今度は（b）遠い銀河を観察したいです。
T研究員：それには大きな望遠鏡が必要です。宇宙を学べる大学に行くといいですよ。
※メシエ天体とは、フランスの天文学者メシエがつくった星雲星団カタログに記載されている天体である。たとえばM13は、カタログ中の13番目の天体という意味である。カタログには銀河も含まれる。
会話文中の下線部（a）に関連して、黒点が黒く見える理由として最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
Sさん：メシエ天体の写真をいくつか撮ったので見てください（図1）。
T研究員：うまく撮れていますね。これらはどのような天体かわかりますか？
Sさん：M13とM45は星団です。恒星は年をとっています。（ ア ）にある恒星は若く、（ イ ）にある恒星は年をとっています。
T研究員：よく勉強していますね。そのとおりです。
Sさん：M42とM97は星雲です。（ ウ ）の中には生まれたばかりの恒星が含まれることがあります。太陽程度の質量をもつ恒星は終末期に（ エ ）をつくります。
T研究員：それもそのとおりです。星雲が淡くぼんやりと見えるのは、（ オ ）からですね。
Sさん：メシエ天体はいろいろな形があって楽しいのですが、恒星はどれも点にしか写りませんでした。
T研究員：そうですね。ただ、表面の様子が詳しく見える恒星が一つだけあります。太陽です。
Sさん：そういえば一昨年に（a）太陽の黒点を観察しました。今度は（b）遠い銀河を観察したいです。
T研究員：それには大きな望遠鏡が必要です。宇宙を学べる大学に行くといいですよ。
※メシエ天体とは、フランスの天文学者メシエがつくった星雲星団カタログに記載されている天体である。たとえばM13は、カタログ中の13番目の天体という意味である。カタログには銀河も含まれる。
会話文中の下線部（a）に関連して、黒点が黒く見える理由として最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
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問題
共通テスト（理科）試験 令和5年度（2023年度）本試験 問65（地学基礎（第3問） 問3） （訂正依頼・報告はこちら）
高校生のSさんは、一昨年に太陽を観察してから宇宙に興味をもつようになった。そこで、家の近くにある公開天文台に通い、天体写真を撮った。次の会話文を読み、後の問いに答えよ。
Sさん：メシエ天体の写真をいくつか撮ったので見てください（図1）。
T研究員：うまく撮れていますね。これらはどのような天体かわかりますか？
Sさん：M13とM45は星団です。恒星は年をとっています。（ ア ）にある恒星は若く、（ イ ）にある恒星は年をとっています。
T研究員：よく勉強していますね。そのとおりです。
Sさん：M42とM97は星雲です。（ ウ ）の中には生まれたばかりの恒星が含まれることがあります。太陽程度の質量をもつ恒星は終末期に（ エ ）をつくります。
T研究員：それもそのとおりです。星雲が淡くぼんやりと見えるのは、（ オ ）からですね。
Sさん：メシエ天体はいろいろな形があって楽しいのですが、恒星はどれも点にしか写りませんでした。
T研究員：そうですね。ただ、表面の様子が詳しく見える恒星が一つだけあります。太陽です。
Sさん：そういえば一昨年に（a）太陽の黒点を観察しました。今度は（b）遠い銀河を観察したいです。
T研究員：それには大きな望遠鏡が必要です。宇宙を学べる大学に行くといいですよ。
※メシエ天体とは、フランスの天文学者メシエがつくった星雲星団カタログに記載されている天体である。たとえばM13は、カタログ中の13番目の天体という意味である。カタログには銀河も含まれる。
会話文中の下線部（a）に関連して、黒点が黒く見える理由として最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
Sさん：メシエ天体の写真をいくつか撮ったので見てください（図1）。
T研究員：うまく撮れていますね。これらはどのような天体かわかりますか？
Sさん：M13とM45は星団です。恒星は年をとっています。（ ア ）にある恒星は若く、（ イ ）にある恒星は年をとっています。
T研究員：よく勉強していますね。そのとおりです。
Sさん：M42とM97は星雲です。（ ウ ）の中には生まれたばかりの恒星が含まれることがあります。太陽程度の質量をもつ恒星は終末期に（ エ ）をつくります。
T研究員：それもそのとおりです。星雲が淡くぼんやりと見えるのは、（ オ ）からですね。
Sさん：メシエ天体はいろいろな形があって楽しいのですが、恒星はどれも点にしか写りませんでした。
T研究員：そうですね。ただ、表面の様子が詳しく見える恒星が一つだけあります。太陽です。
Sさん：そういえば一昨年に（a）太陽の黒点を観察しました。今度は（b）遠い銀河を観察したいです。
T研究員：それには大きな望遠鏡が必要です。宇宙を学べる大学に行くといいですよ。
※メシエ天体とは、フランスの天文学者メシエがつくった星雲星団カタログに記載されている天体である。たとえばM13は、カタログ中の13番目の天体という意味である。カタログには銀河も含まれる。
会話文中の下線部（a）に関連して、黒点が黒く見える理由として最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
- その部分の磁場が強いため、光を吸収する物質が溜まっているから。
- その部分の磁場が強いため、内部からのエネルギーが表面まで運ばれにくくなって温度が低くなっているから。
- その部分の磁場が弱いため、ガスが集まり高密度のガスで光が遮られるから。
- その部分の磁場が弱いため、ガスの密度が低くなり発光するガスが少なくなっているから。
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この過去問の解説 （3件）
01
太陽の表面にある黒点は、周囲より温度が低いため暗く（黒く）見えます。
黒点部分には強い磁場があり、それが温度の低下に関係しています。
では、問題を見てみましょう。
黒点の磁場が強いことは正しいですが、光を吸収する特別な物質が溜まっているわけではありません。
黒く見える理由は物質の吸収ではなく、温度が低いためです。
そのため、この選択肢は誤りです。
黒点では強い磁場が対流（熱いガスが循環してエネルギーを運ぶ動き）を妨げます。
エネルギーが表面まで届きにくくなるため、黒点の温度は周囲の約5800Kに対して約4000Kと低くなります。
温度が低い＝光を弱くしか放射しない のでまわりより暗く黒く見えます。
そのため、この選択肢は正しいです。
黒点は磁場が「強い」場所です。「弱い」という記述が誤りです。
そのため、この選択肢は誤りです。
黒点は磁場が「強い」場所です。「弱い」という記述が誤りです。
そのため、この選択肢は誤りです。
・黒点：強い磁場 → 対流が妨げられる → 温度低下（約4000K）→ 周囲（約5800K）より暗く見える。
・黒く見えるのは絶対的に暗いからではなく、周囲より相対的に暗いため。
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02
この問題は、太陽の黒点の性質と、その見え方の原因（物理的理由）を理解しているかを問うものです。
誤りです。
黒点が暗く見えるのは物質が光を吸収しているためではなく、温度が低いためです。
正しい記述です。
強い磁場が対流を抑え、エネルギーの輸送が妨げられることで温度が下がり、黒く見えます。
誤りです。
黒点は磁場が弱いのではなく、むしろ強い領域です。
誤りです。
磁場が弱いという点が誤りであり、黒点の本質は温度低下によるものです。
以上より、正しい記述は
「その部分の磁場が強いため、内部からのエネルギーが表面まで運ばれにくくなって温度が低くなっているから。」
です。
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03
まずは、太陽の黒点の特徴についてまとめましょう。
①太陽表面に見える。
②周囲の光球に比べて温度が低い（約4000k、周囲は約5800k）
③強い磁場を持つ領域。
黒点が暗く見える理由は、磁場が強くなると対流が抑えられるため、内部からのエネルギーが表面まで運ばれにくくなります。それにより、表面温度が低下し、光度が減り、周囲の明るい光球より暗く見えるようになります。
この特徴をもとに、各選択肢を見ていきましょう。
黒点は物質の集まりではなく、周囲より温度が低いため、暗く見えています。そのため、この選択肢は誤りとなります。
黒点の部分は、他の部分より磁場が強く、内部のエネルギーが表面まで運ばれにくく低いため、温度が低くなっています。そのため、この選択肢は正しいと言えます。
黒点は磁場が「強い」場所です。よって、この選択肢の磁場が「弱い」という部分が誤りとなります。
黒点は磁場が「強い」場所です。よって、この選択肢の磁場が「弱い」という部分が誤りとなります。
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