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構造を探る

ここでは、太陽の構造についてお話していきましょう。巨大な火の玉にしか見えない太陽。しかし、科学の進歩にしたがって次第にその内容が明らかになってきました。太陽の構造は知れば知るほど不思議になってくるものです。

太陽を探検してみる!

太陽を割ってみると、中心には核(コア)があり、その周りを光球と呼ばれる層が覆っています。これが地球で言う地表なのですが、全ての物質がプラズマ化しているので、明快にコアや表面が定まっているわけではありません。さらに、その太陽の表面にはコロナと呼ばれる炎のようなものが見られます。それでは、太陽を探検してみましょう。


コアを観察しよう!

太陽の中心となるコアは、ものすごい気圧(2500億気圧)という恐ろしい気圧を持ち、その中から水素をヘリウムに変換する熱核融合を起こしています。そこから発生するエネルギーというのは半端なものではなく、1秒で10の26乗×3.6Jというエネルギーを放出しています。放出されたエネルギーはやがて電磁波へと変わり、長い年月をかけて太陽表面に到達し、そこから宇宙に放出されていきます。意外なことにコアそのものは小さく(それだけ圧縮されているということですが)太陽の直径である約140万キロから見ると10%ほどの大きさしかありません。実際はこのコアが太陽であり、そこから上の層は放出されたエネルギーが、コアの重力に捕まって球形をしている、とも言えます。

輻射層(ふくしゃそう)と対流層

コアで発生したエネルギーは、ここから何十万年という時間をかけて太陽の外に放出されます。そのプロセスを紹介するのに欠かせないのが輻射層と対流層です。コアで生成されたエネルギーは勢いよく表面に向かって進みます。この勢いが持続されている層を輻射層と呼びます。その後、勢いが落ちてくると対流が起こります。対流とは、大雑把に言うと暖かいものが上に、冷たいものが下にいくという現象です。この対流が起こっている層を対流層といい、こうした循環の末にエネルギーは表面まで登ってくるのです。


光球(こうきゅう)を観察しよう!

太陽表面の薄い層を光球と言います。薄いといっても、平均で400キロメートルくらいの厚さになります。この部分がコアから送られてきたエネルギーの一部を光に換算して光りだすので、光球と呼びます。

黒点とフレア

光球表面は明るさや活動が均一では無いので、、場所によっては暗く、黒い点状に見える部分があります。これが皆さんご存知の黒点です。黒く見えますが、実際には光も熱も出しています。ただ他の部分がそれ以上に明るいので暗く見えるわけです。この黒点の近くでは、活発化した活動によっておきる太陽フレアと呼ばれる爆発現象を観測できます。

低温層

光球の上の薄い範囲、といってもまた500キロメートルほどの厚さがありますが、この部分を低温層と呼びます。低温と呼ばれるように、ここが太陽の中で最も温度が低く、プラズマ化していない物質が唯一見られる部分です。

彩層

太陽の大気である薄いガスが満たされた、太陽表面最後の層となります。厚さは2000〜10000キロメートルと幅が広く、独特の輝きを見せてくれる層です。また、この上にはコロナと呼ばれる層があるのですが、時折その層にまでエネルギーが突出して、まるで火柱のように立ち上ることがあります。これをプロミネンス(紅炎)とよびます。


コロナを観察しよう!

コロナは、ついに太陽の重力を振り切ってエネルギーが吹き出している層です。太陽表面は6000度前後なのですが、このコロナの最大温度は驚きの100万度! この超々高温は、確実にあるとはされているのですが、なぜ表面が6000度しかないのに、このような温度まで加熱されるのかは現代科学でもまだわかっていません。さらに、コロナは太陽の直径約140万キロの10倍以上まで達しているのです。

遷移層

彩層を突き抜けたエネルギーはこの遷移層という薄い層において急激に温度が上がっていきます。なぜ加熱されるのかはまだ仮説段階ではっきりいえませんが、彩層まででは数千度前後のものが、この遷移層で一気に100万度まで加熱されるのです。

コロナとX線

ここまでを読んで「コロナの写真を見たことがあるけど、10倍も光っていなかった」と疑問に思った人も多いでしょう。実は100万度もの高温に達してしまうと、光を発するよりもX線を発する率が高くなり、明るくは見えないのです。その証拠にX線を捕らえるカメラで撮影すると、ずっと遠くまでコロナのX線が届いているのが確認できます。ただし、外側に行けば行くほどコロナ自体の密度が薄くなっていきます。

太陽風

コロナは、太陽の中心から吹き飛ばされているわけですから、そのまま周りに拡散していきます。そして、密度は薄くなりますが地球にも到達します。これを太陽風といい、この太陽風が届く範囲を太陽圏といいます。この太陽風は一定ではなく、太陽の活動が活発なときには多く放出されます。あとで詳しく話しますが、この太陽風は地球、そして人類にとって大変重要なものになります。


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