太陽とは (タイヨウとは) [単語記事]

太陽（The Sun）とは、太陽系の恒星である。

太陽系 : 太陽 - 水星 - 金星 - 地球（月） - 火星 - 木星 - 土星 - 天王星 - 海王星
 準惑星（ケレス - 冥王星 - ハウメア - マケマケ - エリス）

太陽

太陽とは、地球に朝、昼をもたらす天体である。ちなみに夜をもたらすのは月である（嘘）。夕方、水平線に沈みかけているときに「ばかやろー！」とか言われるかわいそうな存在。

昼間、空を見上げればたいていの日は見られるが10秒以上も目視すれば目が逝っちゃうので絶対目視しないように。実際、2008年 3月にインドのコッタヤム県にて「太陽を見ていると聖母マリアの姿が浮かびあがる」という噂を信じたキリスト教徒、少なくとも50人が太陽を直視し失明するという事件が起こっている。

サングラスや通常の減光フィルターを通しても直視は危険である。どうしても見たければ太陽観察用のフィルターを使って観察すること。

概要

銀河系の所属する恒星のひとつである。銀河系の中心から2万8000光年離れた所に位置し、オリオン腕（銀河系の腕のうち、オリオン座のある方向）の中にある。更に太陽は銀河系内を公転しており、2億6000万年で１周している。そのため太陽は生まれてから銀河系を20周ほどまわっていると思われる。

地球からの距離は約1億5000万kmで、光速で8分20秒ほどかかる距離である。厳密には平均で149,597,870kmであり、これを1天文単位と定義する。1天文単位は約1/6 3000光年である。

物理的性質

宇宙では非常にありふれたタイプ（スペクトルタイプG2V）の恒星である。これといって特徴のある恒星ではない。直径は139万2000kmで地球の109倍である。そのため体積は130万倍ほどある。対して質量は1.9891×10³⁰で地球の33万倍であるため、平均密度は地球のほうが大きい。

光度は、地球から見たときは-26等級であり、絶対等級は4.7等級ほどで、恒星としては決して明るい部類には入らない。ただし、全恒星で上位10%ないし5%以内に入る明るさがあると思われる。現に太陽を中心にした半径15光年の球の中には46個の恒星があるが、その中で4位の明るさを誇る。これは恒星は暗いものほど格段にその数が多いということを示している。

構造

太陽の正体は水素とヘリウムの塊である。水素73.46%、ヘリウム24.85%、その他元素1%ほどである。水素、ヘリウムだけでできているといっても問題ないが、1%のその他元素だけを取り出しても全惑星や衛星の合計質量の10倍ほどの質量がある。

太陽は、0.2太陽半径以内の核と呼ばれる部分で核融合をおこなって自ら光り輝いている。毎秒7億tの水素を6億9500万トンのヘリウムに変換し、その質量の差分がエネルギーになっている。これはTNT火薬9.1 ×10¹⁶ トンに相当し、それを永続的に爆発させ続けていることになる。また、100ワットの電球、3.85×10²⁶個ぶんのエネルギーに相当する。

0.2～0.7太陽半径の層を輻射層と呼び、0.7~1.0太陽半径を対流層と呼ぶ。これらの部分では核融合をおこなっていない。そして、光球と呼ばれる層を太陽表面とし、光球の大きさを太陽の大きさとしている（つまり目測での大きさ）。光球は通常6000Kだが、周囲より温度の低い（4000K）黒点というものが観測できる。周囲より暗いため、黒く見えるだけで実際は黒点も輝いている。黒点だけ取り出すとオレンジ色に輝いているだろう。

しかし実際は太陽は気体で、上層にいくほど徐々に大気の濃度が薄くなっているのではっきりした表面はない。そのため光球の外側も太陽の大気の層であり、その部分をコロナと呼ぶ。コロナの温度は200万Kあり、低層の光球6000Kと比べて極めて温度が高いが、その理由は不明である。

太陽の一生

太陽の推定年齢は46億年である。寿命は100億年程度とされているので、あと50億年近くは輝き続けるが、核で燃料である水素をほとんど使い果たすと、今度は殻の外で水素核融合が起きる。すると重力と放射圧のバランスが崩れて、赤色巨星となる。その後再び核で今度はヘリウムに着火、ヘリウム型核融合が発生し、再びある程度収縮する(主系列星の時期とは違い外層が不安定なためケフェイド変光星となる)。その後また殻の外側でヘリウムに点火、赤色巨星になり、それが尽きると今度は核で炭素に点火し、収縮。外層がさらに不安定なミラ型脈動変光星となり、外層を漏らし始める。この過程で最終的には今の200倍の半径になり現在の地球軌道に達する。そのときの光度は現在の数百～数千倍はあるので、地球は灼熱地獄と化し、生物は存在できない(太陽自体の質量が低下する影響で太陽の引力も低下、それにより地球の軌道は現在の火星のあたりまで後退し飲み込まれることはない。というか、その遥か以前(20億年後程度と言われている)に海水の蒸発により、生命は絶滅している)。
太陽の質量では炭素を燃料にすることができず、核融合反応は収束。膨張を続け、外層を放出し、核だけを残した余熱で光る白色矮星となり、数兆年かけてゆっくりと冷えていき、まったく輝かない黒色矮星になるものと思われる。