太陽の表面と活動
太陽は私たちにとって最も身近な恒星です。表面には黒点や対流の模様が見え、活動の状態がうかがえます。
基本知識
太陽の構造:
① 核: 中心。核融合反応(水素→ヘリウム)が起こる。温度約1500万K。
② 放射層・対流層: 内部から表面へエネルギーを運ぶ。
③ 光球: 私たちが見ている表面。温度約6000K。
④ 彩層: 光球の外側の薄い大気。
⑤ コロナ: 最外層の希薄なガス。温度100万K以上で、皆既日食時に観測できる。
黒点: 光球上の周囲より暗い斑点。温度約4000K(周囲より2000K低い)。強い磁場があり、約11年周期で増減します。
プロミネンス(紅炎): 彩層から噴き上がる炎のような構造。フレア: 太陽表面の爆発現象で、磁場のエネルギーが解放される。
光球（太陽の表面。温度約6000K。私たちが見る部分）
黒点（光球上の暗い斑点。周囲より低温・強磁場。約11年周期）
彩層（光球の外側のうすい大気層。赤色）
コロナ（彩層の外側の希薄な高温(100万K以上)の大気層）
プロミネンス（彩層から噴き上がる紅炎状のガス構造）
フレア（太陽の爆発現象。電磁波・荷電粒子を放出）
深掘り (背景・意義)
太陽は約46億年前に誕生し、あと約50億年は安定して輝き続けると考えられています。その後は赤色巨星になり、最終的には白色矮星として一生を終えます。
黒点は天体望遠鏡で投影板に映して観察すると、東から西へ移動するのが分かります。これは太陽自体が自転しているためで、太陽の自転周期は赤道で約25日、極で約35日と緯度によって違います(差動回転)。これは太陽が固体ではなくガスでできているからです。
大規模なフレアは磁気嵐を引き起こし、衛星の故障・電力グリッドの障害・GPSの精度低下を招くことがあります。1989年にはケベック州で大停電が発生しました。「宇宙天気予報」はこのリスクに備えるための予報です。
オーロラは太陽からの荷電粒子(太陽風)が地球の磁場に捕らえられ、極地方の大気と衝突して発光する現象です。
- 光球の温度=約6000K(表面)
- 黒点=周囲より低温(約4000K)・強磁場
- 黒点周期=約11年
- コロナの温度=100万K以上
- 太陽は赤道で約25日、極で約35日(差動回転)
- フレア→磁気嵐→宇宙天気
- オーロラ=太陽風が極地大気と衝突
注意点 (混同しやすい)
① 光球(表面)・彩層(外大気)・コロナ(最外層)の順を覚える。② プロミネンス(構造物)とフレア(爆発)は別。③ 黒点は黒くない(周囲より暗いだけ)。実際は4000Kで赤熱している。④ コロナはコロナウイルスとは無関係(コロナ=ラテン語で「冠」、両者とも形が冠状)。
練習
- 太陽の表面の温度はおよそ何Kか。
- 黒点の活動周期はおよそ何年か。
- 皆既日食のときに観測できる、太陽の最外層の大気を何というか。