🌟太陽系の中心である、自ら光り輝く恒星の「太陽」についてまとめました。
知っているようで、知らない太陽があるかもしれません。
太陽系の中でも最も高温で、大きさ、質量ともに最大の天体です。そして何より
私たちになくてはならない天体です。
太陽について
🌟太陽は典型的な恒星の一つで、私たちの住む天の川銀河に存在する約2000億個
の他の恒星とあまり違いはありません。
太陽は、その周辺を支配し、太陽系の質量の99.8%を占めています。太陽系のどの
惑星と比べても、太陽は巨大で、地球は100万個以上入る大きさです。
惑星の中で、最大の木星でさえ、太陽の1000分の1の体積しかありません。とは
いえ、宇宙で太陽は最大の恒星ではありません。超巨星と呼ばれる「おおいぬ座」
のVY星は太陽が約30億個も入ります。
太陽の寿命はすでに半分は経過していると計算されていて、後約50億年もすれば
赤色巨星となって膨張し、惑星に向かってせり出してくると考えられています。
そうなると、水星と金星は、蒸発してしまい、地球もほぼ同じ道を辿る可能性が
あります。
たとえ飲み込まれないとしても、近づいてきた太陽の強烈な光にされされて、灼熱
炉と化すとされています。やがて太陽は、自らを振動させバラバラとなって、外層
を宇宙空間に放り出します。その後、惑星状星雲へ姿を変えてゆきます。
太陽の基本データ
| 直径 | 139万3684km |
| 質量(地球=1) | 33万3000 |
| エネルギー放出量 | 38.5×10の16乗ギガワット/秒 |
| 表面温度 | 5500℃ |
| 中心核の温度 | 1500万℃ |
| 地球からの距離 | 1億5000万km |
| 極での自転周期 | 34地球日 |
| 年齢 | 約46億年 |
| 寿命 | 約100億年 |
(C)NASA/プロミネンス
太陽の構造
🌟太陽には個体表面がありません。水素が殆どを占めるガスからできています。
強烈な熱と圧力によってガス原子が分裂して、荷電粒子となってプラズマという
物質の帯電状態になります。
太陽内部では、中心核に向かって密度と温度が着実に上昇し、中心核の圧力は、
地球表面の大気圧よりも1000億倍以上も高くなります。そうなると水素の原子核
の核融合が起こり、ヘリウムの原子核ができ、その質量の一部は、エネルギーと
して失われます。
そのエネルギーは、徐々に太陽の外層に浸透し、宇宙の暗闇の中に放たれます。
最終的に光や暖かさとして、地球に到達します。
太陽の構造を内側から
１.中心核
太陽の最も内側5分の1を占める中心核では、核融合により太陽エネルギーの99%が生み出されています。水素融合の発生場所である中心核中央部は、主にヘリウムでできています。中心核内の温度は1500万℃にもなっています。
２.放射層
光エネルギーは、原子核との衝突や数十億回もの再放射を繰り返しながら、ゆっくりと放射層を通過します。放射層では、物質が密に詰まっているため、エネルギーが中心核から太陽表面に到達するまでには10万年あまりもかかります。放射層は太陽半径の70％を占めていて、温度は150万〜1500万℃にもなります。
３.対流層
対流層では、高温ガスポケットが膨張し、太陽表面に向かって浮かび上がります。対流層内の対流は、放射層内よりもはるかに高速でエネルギーを上方に運びます。ここの温度は5500~150万℃です。
４.光球
光球と呼ばれる、厚さわずか100kmほどの領域が太陽の見かけ上の表面です。エネルギーは、ここで対流層の最頂部に到達し、宇宙空間に放たれます。温度は5500℃です。
(C)NASA/太陽フレア
太陽の嵐
🌟太陽が、その周りを巡る天体に供給しているのは熱と光の他に、定期的に巨大
な荷電粒子群を放出して、太陽系に送り込んでいます。煮えたぎるプラズマボール
である太陽の表面の嵐は、磁場の不安定さから起こります。
これらの現象が観測できるようになって150年ほど経ちますが、より詳しく観測で
きるようになったのは、宇宙望遠鏡などのより近い場所での観測からで、ほんの
20年前のことです。
太陽フレア
輝く表面から、光が跳ね返るように、太陽のある場所から、突発的に急激な増光が
起こることがあります。太陽フレアと呼ばれる現象で、コロナ質量放出の前兆であ
流ことが多い。上の青いはNASAのソーラー・ダイナミクス・オブザーバートリー
が撮影した、太陽の周縁部から噴出する太陽フレアを捉えたものです。
プロミネンス
時には太陽の磁力線がもつれすぎて切れ、行き場のないエネルギーが、放出される
ことがあります。これが起こると、プロミネンスという肥大化したループ状の高温
プラズマが太陽表面から噴出します。この時、高温プラズマは磁力線を辿って、巨
大な美しいループを描きます。
立ち上がる炎にも似た噴煙は、宇宙空間内で50万kmの彼方まで広がり、数日から
数ヶ月も、止まることがあります。プロミネンスの多くは、独特のアーチ状を見せ
ますが、柱状やピラミッド状などの場合もあります。
これが地球に向かって噴出した場合には、宇宙の暗闇を背景にするのではなく、
太陽の前方に見えることになり、これをフィラメントと呼んでいます。
コロナ質量放出
コロナ質量放出として知られる、太陽が引き起こす大規模なプラズマ噴出は、太陽
系内で生じる最大級の爆発現象です。爆発がとてつもなく激しいために、太陽粒子
が高速近くまで加速されることがあります。また、コロナ質量放出で噴出された物
質が地球に到達すると、磁気嵐が発生することがあります。
北極光
コロナ質量放出によって引き起こされた磁気嵐は、地球の磁場をかき乱して、エネ
ルギーを極地に向かわせ、壮大なオーロラを発生させることがあります。揺らぐ光
のカーテンのようなオーロラは、酸素原子が大気中に注ぎ込まれたエネルギーを、
光に変えて発光しています。
(C)NASA
(C)NASA
太陽活動周期
🌟太陽は、変化が大きい恒星です。静かで穏やかな時もあれば、強烈な噴火を引き
起こすこともあります。このような変化は、明確なパターンに沿って発生すること
がわかっていて、約11年の周期で太陽活動の静と動が繰り返されています。
過去4世紀に渡り、科学者たちによって、太陽活動の記録が残されています。19世
紀初頭に、水星よりも太陽に近い星があると観測を続けていた時に、太陽の黒点に
ついて正確な記録ができました。これにより、黒点の数の定期的な変化に気づき、
太陽の活動そのものの周期に着眼する研究が始まります。
黒点
黒点は、かつては太陽の大気中の嵐と考えられていました。現在では、太陽表面の
比較的温度の低い領域とわかっています。局所的で、強烈な時期活動が原因で発生
し、通常、数週間存続する黒点は、2つ1組で現れることが多いです。
また、木の年輪を調べることで、過去の黒点活動をたどることができます。年輪中
の炭素14の濃度は、黒点が多かった時代は低く、少なかった時代は高くなるのが
わかっているからです。
黒点の構造
黒点は、通常2つの部分に別れます。内部の暗部と外側の半暗部です。暗部の方が
温度が低く、約2500℃で、半暗部は3500℃にもなります。ファイブリルという細
い筋状を成すことが多く、対をなす黒点は、磁石のような正負の磁極を持つ傾向が
あります。
太陽活動周期
約11年単位の太陽活動周期は、太陽活動極小期(黒点が最も少ない)から始まり、
太陽活動極大期 (黒点が最も多い)へと移行し、また元に戻ります。
これは太陽の磁場の変化と関連していて、太陽の磁場は、太陽活動周期中に、ねじ
れて壊れて、また新たに再生します。約22年ごとに太陽の磁極は反転するという
ことです。
太陽周期活動極大期には、黒点活動が盛んになるだけでなく、太陽フレアやコロナ
質量放出とも関連していて、地球ではオーロラの輝きが増したりします。
太陽と地球との関係
太陽と地球との関係をまとめたページはこちらをご覧ください。
太陽系の果てについて
太陽の影響は太陽系惑星最遠の海王星よりもさらに遠い場所へも届いています。
そんな太陽系の遠い場所についてのコラムも合わせてお読みください。
まとめ
🌟太陽についてまとめました。
太陽系の中心で、私たちに多大な影響を与えている恒星です。日常からは無意識に
捉えている方が多いと思います、日食などで、天体ショーとして注目する際には、
恒星という天体で太陽を感じるくらいでしょうか。
これを機に、恒星として意識してもらえば、宇宙にある恒星に目を向けた時、
比較できて、色々と役に立ちます。
参考になれば幸いです。
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