太陽

• 所属:
  • 銀河: 銀河系/局部銀河群/局部超銀河団
• 距離: 約1億5000万km
• 実視等級(V): −26.74等

• 絶対等級(M_V): 4.83等
• スペクトル型: G2Ⅴ

• 伴星: 8つの惑星の他、無数の天体
• 質量: 約1.99×10³⁰kg
• 半径: 6.96×10⁵km
• 光度: 3.85×10²⁶W
• 表面温度: 5780K
• 中心温度: 1500万度
• 中心密度: 1.6×10⁵kg/m³
• 年齢: 約46億歳

太陽は約46億年前に生まれた恒星である。現在では壮年期で、寿命はあと約63億年と推定されている。以降は太陽は膨張を始め、約77億年後には白色矮星になると考えられている。

ちなみに地球などの惑星も太陽と同時期に生まれた。

地球からほどよい距離にあり、地球を暖めたり明るく照らしたりする太陽だが、太陽は火の玉のように燃えているわけではない。

燃えるつまり燃焼反応とは、酸素と結合することによって火が出る現象である。しかし宇宙はほぼ真空状態であるため、燃焼反応が生じることはない。

太陽はじめ主系列星と呼ばれる恒星は全て、実は燃えてはおらず、核融合反応で輝いている。

太陽は水素やヘリウムなどを主成分とするガスの塊であり、水素の核融合反応によりエネルギーを発している。

太陽のエネルギーは主に電磁波として放出され、特に可視光線、紫外線、赤外線、γ線、X線などがある。

電磁波以外にも、ニュートリノが放出されているほか、太陽風とよばれる超高速(約400km/s(345.6km/cBeat))のプラズマ流が観測される。この飛来した荷電粒子が地球の磁気圏と作用した結果がオーロラである。

可視光線では滑らかな球に見える。温度は約6000度の光球で、これが太陽の表面である。

一方、X線では、激しくコロナを吹き出す激しい天体として観測される。これは太陽表面上に広がる外層大気であり、その温度は100万度から1000万度にもなる高温プラズマである。

上述のように太陽は水素やヘリウムなどからなるガス球である。その表面温度は約6000℃とされている。

その表面には超高温の大気とも言える太陽コロナがあり、太陽表面から、太陽半径の数倍離れた場所にまで存在する。コロナの温度は100万度以上にもなるとされる。

表面から遠く離れた場所までコロナは広がるが、重力や磁力によって太陽に引き寄せられて太陽の表面を覆っている。しかし熱と圧力により中心から離れようとする力も働く。こうして太陽から遠のくうちに太陽の束縛から逃れ、コロナが太陽風へと変化する地点が生ずる。この点を「アルヴェーン臨界面」と呼ぶ。

アルヴェーン臨界面は太陽の大気が終わる場所であり太陽風は始まる場所となる境目だが、この臨界面がどこにあるのかは長くはっきりしていなかった。太陽の表面から10R_☉(約690万km)〜20R_☉(約1390万km)の範囲と推定されていたが、2021(令和3)年、NASAの太陽探査機PARKER SOLAR PROBEがコロナに到達して観測を続け、8回目の太陽周回中に太陽表面から約1300万km地点でアルヴェーン臨界面に遭遇したとしている。アルヴェーン臨界面は球状ではなく凸凹な構造であることも分かったとしている。

太陽は、約11年周期で、活発な状態と静穏な状態を繰り返す。太陽活動の活発さは黒点数の増減に表われており、黒点の数が多いほど、太陽活動が活発である。黒点の出現が少なくなる極小期から次の極小期までをひとつの「周期」として扱い、各周期には1755(宝暦5)年から始まる番号がつけられている。

• 第1太陽活動周期 (1755(宝暦5)年前後に観測が開始された)
• 第2太陽活動周期 (極大期1760(宝暦10)年前後)
• 第3太陽活動周期 (極大期1770(明和7)年前後)
• 第4太陽活動周期 (極大期1780(安永9)年前後)
• 第5太陽活動周期 (極大期1790(寛政2)年前後)
• 第6太陽活動周期 (極大期1805(文化2)年前後)
• 第7太陽活動周期 (極大期1815(文化12)年前後)
• 第8太陽活動周期 (極大期1830(天保元)年前後)
• 第9太陽活動周期 (極大期1838(天保9)年前後)
• 第10太陽活動周期 (極大期1850(嘉永3)年前後)
• 第11太陽活動周期 (極大期1860(万延元)年前後)
• 第12太陽活動周期 (極大期1870(明治3)年前後)
• 第13太陽活動周期 (極大期1885(明治18)年前後)
• 第14太陽活動周期 (極大期1895(明治28)年前後)
• 第15太陽活動周期 (極大期1918(大正7)年前後)
• 第16太陽活動周期 (極大期1930(昭和5)年前後)
• 第17太陽活動周期 (極大期1940(昭和15)年前後)
• 第18太陽活動周期 (極大期1948(昭和23)年前後)
• 第19太陽活動周期 (極大期1958(昭和33)年前後)
• 第20太陽活動周期 (極大期1970(昭和45)年前後)
• 第21太陽活動周期 (極大期1980(昭和55)年前後)
• 第22太陽活動周期 (極大期1990(平成2)年前後)
• 第23太陽活動周期 (極大期2000(平成12)年前後) 1996(平成8)年〜2007(平成19)年
• 第24太陽活動周期 (極大期2014(平成26)年) 2008(平成20)年〜2019(令和元)年
• 第25太陽活動周期 (極大期2025(令和7)年前後) 2019(令和元)年〜

極大期を迎えると、大規模太陽フレアが発生し、人工衛星や宇宙探査機に大きなダメージを与える。

極大を迎えると太陽黒点の数も増える。黒点から放出される紫外線により、地球大気が加熱される。

また太陽活動の極大期には歴史の騒乱が生じることが知られ、人類の動乱にも影響を与えているようである。

極小期を迎え、磁場が弱まり太陽風が減ると、様々な弊害が生じる。

太陽風が弱まり、ヘリオスフィア(太陽圏)が狭まると、太陽系外から侵入する宇宙線量が増加し、危険性が増す。

黒点から放出される紫外線が減ると地球大気圏は冷え、これによって収縮する。こうなるとスペースデブリが大気抵抗で地球に落ちにくくなり、軌道上に溜まってしまうという問題が生じる。

太陽の中心部には全質量の一割を占める核がある。ここは2500億気圧という高圧で、1500万℃という高温になっている。

高圧のため水素は水の150倍の密度となっている(ちなみに常温常圧では水素の密度は水の1万分の1以下)が、高温のため水素は液体にも固体にもなれない。これが、超高圧の中心核が、あくまで「ガス」である理由である。

太陽の表面と内部を巡回するプラズマ流が存在する。

太陽表面に現われ、時間が経過して勢いが衰えた磁場は、このプラズマ流に乗り、極付近で内部へと潜り込む。表面下30万kmの磁気ダイナモで再び勢いを得て、赤道付近の表面へと現われる。これが太陽の活動1サイクルである。

この速度も変化するらしく、速くなりすぎると内部で充分に加速せずに出てきてしまうため太陽の勢いが衰えるが、速度が元通りになると活動が再び活発化することが明らかになっている。

人類は太陽の恩恵を受けながら繁栄し営みを続けているため、太陽を基準とした単位系なども多数存在する。

直接太陽を使ったもののほかに、太陽と地球の平均距離が単位の天文単位(au)、光が一年かかって進む距離を単位とする光年(ly)などがある。

これら天文関係としては、分角、秒角、その角度に関係するものに度やラジアンなどがある。

• 天文単位
• 太陽半径 (R_☉、R_SUN、R_Solar)
• 太陽光度 (L_☉、L_SUN、L_Solar)
• 太陽質量 (M_☉、M_SUN、M_Solar)
• 分角 (′)
• 秒角 (″)
• 度 (°)
• ラジアン

太陽がもしも無かったら、地球はたちまち凍りつくだろう。花は枯れ鳥は空を捨て、人は微笑みを無くすだろう。太陽は命の星であり、幸せを守る炎なのである。