細い月の写真を見て、「明るい三日月の横に、丸い月もうっすら写っている」と気づくことがあります。月が二つ重なっているのではありません。太陽に直接照らされた部分とは別に、弱い光で照らされた部分も見えているのです。この現象を地球照といいます。
ここで「地球が光るから」とだけ答えると、説明が途中で終わってしまいます。地球は太陽のように自分で可視光を出している天体なのでしょうか。月の暗い側まで届いた光は、もともとどこから来たのでしょうか。理科の答案では、名前を覚えたあとに、光が進む順番を一度書いてみてください。地球照は、反射と月の満ち欠けをつなげて理解できる題材です。
明るい三日月と、薄暗い円で経路が違う
三日月の明るい部分は、太陽の光が月面で反射し、その一部が地球上の観察者へ届いて見えています。光の出発点は太陽です。「太陽→月→観察者」という順番になります。
地球照の部分は、途中で地球を経由します。太陽光の一部が地球で反射して月へ届き、月面でもう一度反射して観察者に届きます。「太陽→地球→月→観察者」です。地球にある雲や地表などが太陽光を反射します。地球の街灯が月を照らしているという説明ではありません。
「地球が月を照らす」という短い文章も、この順番に直すと意味がはっきりします。地球が新しい光を作るという話ではなく、太陽から来た光の進む向きが、反射によって変わる話なのです。
月の「夜」と、地球の影を混ぜない
三日月で暗く見える部分は、太陽の光が直接当たっていない側です。月にも昼と夜があり、その境目を含む球面を地球から眺めています。普段の満ち欠けを「地球の影が月にかかる」と説明してはいけません。
地球の影へ月が入る現象は月食です。地球照では、地球は光をさえぎる役ではなく、月へ向けて光を反射する役として登場します。同じ太陽・地球・月という三つの名前が出てきても、働きが逆になります。図に天体名だけを書くのでなく、「ここで反射」「ここでさえぎる」のように動詞を加えると、取り違えを見つけやすくなります。
暗い部分が少し見えるからといって、月が満月になったわけでもありません。強く照らされている部分の形と、弱い反射光で見える部分の存在を分けてください。写真の露出を長くすると暗部が目立つこともありますが、撮影条件で見え方が変わることと、太陽に直接照らされる月面の範囲が変わることは別です。
例題1：反射した場所を順番に書く
細い月の写真に、明るい部分Aと、地球照による薄暗い部分Bが写っています。AとBについて、光が太陽を出て観察者の目へ届くまでの経路を書きましょう。また、月面へ届くまでに地球で反射しているのはどちらですか。
答え・解説： Aは太陽→月面→観察者、Bは太陽→地球→月面→観察者です。地球で反射してから月面へ届くのはBです。経路の最後を「地球」と書くだけでも大まかな方向は伝わりますが、初めに反射した地球と、最後に光を受け取る観察者を分けて書くと、反射の回数が明確になります。
間違いやすいのは、Bを「地球→太陽→月」とする答えです。天体の並びを覚えているだけでは、光の流れを表せません。まず発光する天体を出発点に置き、次に反射面を順番に置きます。図の線は、光が途中で曲がりながら空間を進むという意味ではなく、それぞれの面で反射して別の方向へ進むことを表します。
月から眺める地球を考える
地球から細い月が見えるころ、月の地球を向いた側からは、太陽に照らされた地球の広い部分が見えます。新月付近では、月から見た地球は満ちた形に近くなります。その地球が反射した光が、月の夜側を照らします。
ただし、「新月がいちばん観察しやすい」と続けないでください。新月は太陽とほぼ同じ方向にあるため、地球から普通に眺める条件としては適していません。月を照らす地球の見かけと、地球上から月を見つけやすいかどうかは、別に考える必要があります。
例題2：写真の明るさだけで結論を出せる？
同じ場所で二晩、細い月を撮影しました。写真Xでは地球照がはっきり、写真Yでは弱く写りました。しかしXは露出時間が長く、Yは短く設定されています。「Xの晩は地球が必ず強く太陽光を反射していた」と結論づけてよいでしょうか。
答え・解説： その二枚だけでは結論づけられません。写った明るさには、反射光の強さだけでなく撮影設定も影響します。比較するなら露出などの設定をそろえ、空の透明さや月の高さ、月の形の違いにも注意して記録します。地球照が地球の反射の状態と関係することと、条件の違う写真をそのまま比較できることは同じではありません。
この問いでは、地球照の説明を長く暗唱する必要はありません。「二枚で変わった条件は何か」を見つけることが中心です。写真に差がある、だから天体そのものに差がある、と一段飛ばしに結びつけないようにします。
見えた光を説明できる答案へ
「月は光らない」と言うときには、自ら太陽のように可視光を発していない、という意味で使います。反射光を受け取れば、太陽光が直接当たらない部分も薄く見えることがあります。言葉だけで否定するより、どの光がどの面を通ったかを描いた方が正確です。
月の形の土台は月の満ち欠けの解説で、影に入る現象との違いは満月でも毎回月食にならない理由で確かめられます。三つの天体を同じ紙に置き、光の道と影の場所を別の線で書き込むと、似た言葉を自分で区別できるようになります。