共通テスト(理科) 過去問
令和6年度(2024年度)本試験
問60 (地学基礎(第3問) 問3)

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問題

共通テスト(理科)試験 令和6年度(2024年度)本試験 問60(地学基礎(第3問) 問3) (訂正依頼・報告はこちら)

宇宙の構造に関する次の問いに答えよ。

太陽系天体や恒星、星間雲、銀河などは、その種類ごとに夜空における分布が異なっている。次の図1は、8月上旬の午後8時、東京の南の空における、ある種類の天体の分布を示したものである。図中の灰色の領域は天の川を、破線は黄道を表している。この種類の天体は、実線の円で囲まれた領域Aのように集団をつくり、より大きな天体構造を形成する。この天体の種類として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
問題文の画像
  • 火星軌道と木星軌道の間にある小惑星
  • 太陽から3000光年以内にある恒星
  • 銀河系内にある星間雲
  • 銀河系から1億光年以内にある銀河

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この過去問の解説 (3件)

01

宇宙の大規模構造を理解するには、銀河の分布スケールの知識が必要です。

図中のA領域に集団をつくって分布しているのはどのような天体かを考えましょう。

選択肢1. 火星軌道と木星軌道の間にある小惑星

小惑星帯の小惑星は、黄道付近(黄道面内)に帯状に分布します。
天の川銀河の方向とは無関係に黄道上に並ぶため、A領域のような銀河面から離れた特定の集団を形成することはありません。
そのため、この選択肢は誤りです。

選択肢2. 太陽から3000光年以内にある恒星

3000光年以内の恒星銀河系内にあることがポイントです。銀河系内の天体は天の川(銀河面)沿いに多く見えます。
そのため、この選択肢は誤りです。

選択肢3. 銀河系内にある星間雲

銀河系内の」と記載があることがポイントです。銀河系内の星間雲は天の川(銀河面)沿いに分布しています。
そのため、この選択肢は誤りです。

選択肢4. 銀河系から1億光年以内にある銀河

銀河は宇宙空間に均一に分布しているのではなく、銀河群・銀河団・超銀河団として集団(クラスター)を形成しています。

銀河系から1億光年以内の銀河は、特定の方向に集まって見えることがあります。

A領域のような集団分布はこのような銀河の集団(銀河団など)を示しています。

そのため、この選択肢は正しいです。

まとめ

・銀河 = 銀河群・銀河団として集団をつくる(均一には分布しない)

・天の川 = 銀河系内の星の集まり(銀河面沿いに帯状)

・銀河団 = 天の川の外に集団をつくる遠方の銀河の集まり

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02

天体の空での分布の特徴(天の川・黄道との関係、集団構造)から、その天体の種類を判断できるかを問う問題です。

選択肢1. 火星軌道と木星軌道の間にある小惑星

誤りです。

小惑星は太陽系内の天体であり、黄道付近(太陽の通り道)に沿って分布します。

図のように広い範囲に散らばり、特定の領域で集団をつくる分布にはなりません。

選択肢2. 太陽から3000光年以内にある恒星

誤りです。

恒星は銀河系内にあり、天の川(銀河面)に沿って多く分布します。

図のように天の川から外れて集団をつくる特徴とは一致しません。

選択肢3. 銀河系内にある星間雲

誤りです。

星間雲も銀河系の一部であり、天の川に沿って分布します。

したがって、図のような局所的な集まり方にはなりません。

選択肢4. 銀河系から1億光年以内にある銀河

正しい記述です。

銀河は宇宙空間に一様ではなく、重力によって集団(銀河群・銀河団)を形成して分布します。

図のAのようなまとまりはその特徴を示しています。

まとめ

以上より、正しい選択肢は、

銀河系から1億光年以内にある銀河

です。

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03

まず、問題文を整理しましょう。

・灰色:天の川(銀河系の円盤方向)

・破線:黄道

天体はAのように集団を作り、さらに大きな構造を形成しています。

これをもとに各選択肢を見ていきましょう。

選択肢1. 火星軌道と木星軌道の間にある小惑星

小惑星帯の天体は、太陽系内にあり、黄道付近に集中しています。

したがって、分布は黄道に沿った帯状になります。図のように、空全体で大きな集団にはならないので、誤りとなります。

 

選択肢2. 太陽から3000光年以内にある恒星

近傍の恒星は銀河円盤に属するので、天の川方向に多く分布します。図では、天の川付近に分布していないので、誤りとなります。

選択肢3. 銀河系内にある星間雲

星間雲も銀河円盤(天の川)に強く分布するので、誤りとなります。

選択肢4. 銀河系から1億光年以内にある銀河

銀河は宇宙で、銀河団・銀河群・超銀河団を作ります。つまり、図のように集団的に分布します。また、観測上、天の川方向はちりで見えにくいため、天の川付近では数が少ない分布となるので、この選択肢は正しいと言えます。

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