太陽

太陽（Sol）

太陽についての事実

• 太陽は典型的なG2型の恒星です。 また、太陽は私たちの銀河系に1000億個以上ある恒星のうちの一つです。
  • 直径: 1,390,000 km.
  • 質量: 1.989e30 kg
  • 中心核の温度: 15,000,000 K.
  • 表面温度: 5800 K

• 太陽は、太陽系の中で最大の、 しかもとびぬけて大きな天体です。 太陽系の全質量の 99.8% を太陽が占めています。 (さらにその残りのほとんどが木星のものです)。

• 現在、太陽の質量のおよそ 75% が水素で25%がヘリウムです それ以外のもの(「金属」)は 0.1%ほどしかありません。この割合は、太陽が中心核で水素をヘリウムに 変換するにつれてゆっくりと変わっていきます。

• 太陽の一番外側は差動回転しています。つまり、太陽の表面は、 赤道では 25.4日に一回の割合で回転していますが、両極付近では一回転に 36日かかるのです。こんな変なことがおきるのは、太陽というのは、 地球のような固体ではないからです。同じようなことが、 ガス状惑星でもおきています。 太陽の中心核は固体のように回転します。

• 太陽の中心核では色々な条件が極端なものになっています。 温度は1500万Kで、圧力は2500億気圧です。 中心核のガスは水の150倍の密度に圧縮されています。

• 太陽が出しているエネルギー (3.86e33 エルグ/秒 または 38億6000万メガワットの1兆倍) は、 核融合反応によって 作られます。毎秒、約7億トンの水素が約6億9500万トンのヘリウムとガンマ線 の形の 500万トン分のエネルギー(=3.86e33 エルグ)に変えられます。 このガンマ線は、太陽の表面に向かって進むにつれて、エネルギーが 吸収されてはずっとずっと低い温度で再放出されるということを絶えず 繰り返すので、表面にたどり着く頃にはほとんどが可視光線になっています。 表面へのみちのりのうち最後の20%では、放射よりも 対流 で運ばれるエネルギーの方が多くなります。 一個の光子が表面に出てくるまでに約5千万年もかかります。

• 太陽の表面は、光球と呼ばれ、温度は5800Kです。 黒点 (写真 10) は「冷たい」部分で、3800Kしかありません(まわりと較べると暗く 見えるのです)。 黒点は非常に大きくなるものがあり、直径が 5万km になることもあります。 黒点は、太陽の磁場の働きで発生しますが、その仕組みは複雑で、あまり 良くわかっていません。

• 光球の外側に彩層と呼ばれる薄い部分があります。

• 彩層の外側に非常に希薄な部分があり、コロナと呼ばれて います。何百万km にもわたって拡がっていますが、 皆既日食の間しか見ることができません(写真 11)。 コロナの温度は100万Kを越えます。

• 太陽の磁場は(地球上の基準で言えば)非常に強くて、また非常に複雑です。 その磁気圏 (太陽圏としても知られています) は、 冥王星を越えて拡がっています。

• 熱と光に加えて、太陽は電気を帯びた粒子(ほとんどが 電子と陽子です)の密度の低い流れを放出しています。これは太陽風 として知られており、太陽系の中を秒速 450 km で伝わっていきます。 太陽風や、フレアーから出てくるもっと高エネルギーの粒子によって、 地球上でも、磁力線のうねりによる電波障害や美しい 北極のオーロラなどの劇的な現象が 発生します。

• 探査衛星ユリシーズからの最近の 観測データによると、極付近から発する太陽風は、低緯度地帯の 二倍に近い速度、秒速 750km で流れていることがわかりました。 太陽風の成分も局付近では異なっているそうです。また、太陽磁場は 驚くほど一様に見えます。

• 最近打ち上げられた探査衛星ウィンド によって太陽風の研究がさらに進むでしょう。この衛星は 地球と太陽を結ぶ直線上の、地球から約160万km離れた、力学的に安定な 見通しの良い地点から観測を行います。

• 太陽風により彗星のイオンの尾ができ、また、探査衛星の軌道に無視できない 影響をおよぼします。

• 太陽のエネルギーの放出は完全には一定では ありません。 黒点の活動も同じく一定ではありません。 17世紀後半に黒点の活動が非常に少なかった時期があり、 マウンダー極小期 と呼ばれています。この時期は、「小氷河期」と 呼ばれている、北ヨーロッパで異常に寒かった時期と一致します。 太陽系の形成以来、太陽の出力は40%ほど増加しています。

• 太陽の年齢は約45億才です。誕生して以来、太陽は、中心核にある水素の 約半分を使いました。あと50億年ぐらいは何事もなく放射を続けるでしょう。 (もっとも、50億年後には光度は約二倍になっているでしょう。) しかし、結局は水素燃料を使い果たしてしまうでしょう。その後は、恒星の 世界では日常茶飯事とはいえ、激しい変動に見舞われ、結局、地球も 完全に破壊されてしまうでしょう。そしておそらく、その後に 惑星状星雲ができるでしょう。

写真

1. (上図) 太陽から離れつつある非常に大きなプロミネンス 274k gif; 203k jpg; 6000k tiff

2. 可視光で見た太陽 10k gif

3. 可視光で見た太陽 162k gif
4. X線でみた太陽 172k gif
5. X線でみた太陽 174k gif

6. ようこうからのX線像 168k gif

7. X線で見た太陽 177k gif
8. 水素のアルファ線でみた太陽 190k gif
9. 青い光でみた太陽 140k gif

10. 黒点のまわりの様子 216k gif

11. 皆既日食 (1977) 322k gif

12. 1991年7月の日食、スティーブ・アルバース撮影 (説明) 431k gif; 143k jpg

13. 太陽 6 230k gif
14. 太陽 7 160k gif
15. 太陽磁場 170k gif
16. ようこうによる太陽の X 線像 ftp directory
17. 毎日更新される最新の太陽像 html
18. 太陽の解説図 233k gif; 108k jpg; 5000k tiff
19. その他の太陽の写真

映画

1. 太陽コロナとプロミネンス 174k quicktime
2. 太陽のX線の27日間 flc
3. 1994年11月の日食 15000k quicktime; 3100k mpeg
4. ビデオ 私たちの星、太陽 - 太陽の過去 - 5000k AVI
5. ビデオ 私たちの星、太陽 太陽の解説 - 14000k AVI
6. 太陽のプロミネンスを見せるコロナのアニメーション 1200k AVI
7. 対流についての3次元映画 1000k mpeg

太陽の衛星

              距離     半径     質量
惑星        (000 km)   (km)     (kg)     発見者    発見年
---------  ---------  ------  -------  ----------  -----
水星          57,910    2439  3.30e23
金星         108,200    6052  4.87e24
地球         149,600    6378  5.98e24
火星         227,940    3397  6.42e23
木星         778,330   71492  1.90e27
土星       1,426,940   60268  5.69e26
天王星     2,870,990   25559  8.69e25   ハーシェル  1781
海王星     4,497,070   24764  1.02e26   ガレ        1846
冥王星     5,913,520    1160  1.31e22   トンボー    1930

太陽についてのその他の情報

• ASUから
• LANLから
• RGOから
• NASA スペースリンク
• 今日の宇宙の天気と 太陽の画像の索引
• 太陽データ解析センター (日食の情報やその他)
• 国立太陽観測所の展示
• スライド集による入門 サクラメント山天文台より
• 北極光についての記事
• ユリシーズの南極上空通過

未解決の問題

• マウンダー極小期と小氷河期の間には何か因果関係があるのでしょうか? それとも偶然の一致なのでしょうか? 太陽の変化は地球の気候にどのように 影響をおよぼすのでしょうか?
• 注意深い観測が何度も行われたにもかかわらず、太陽からの ニュートリノの流れが予想されるほど 検出されていません。これは、面倒な計算のどこかにちょっとした間違い があったせいだということになるかもしれません。しかし、それは 1900年に水星の軌道についても 言われいたのです。
• 冥王星以外の惑星はすべて太陽の赤道平面から 数度以内の範囲を周回しているので、この赤道平面から離れたところの 惑星間の環境について我々はほとんど何も知りません。 ユリシーズが太陽の両極付近の 様子を知らせてくれるでしょう。
• コロナの温度は光球よりも非常に高温です。どうしてでしょうか?