太陽の内部・磁場・宇宙天気

太陽は最も近く、細部を調べられる恒星です。内部の核融合から表面の黒点、地球周辺へ届く粒子までをつなげると、太陽が安定した光源である一方、活動する天体でもあることが分かります。

中心からエネルギーが生まれる

中心の高温・高密度の環境では、水素の原子核が反応を重ね、最終的にヘリウムへ変わります。生成物の質量の合計が反応前より小さくなる分がエネルギーになります。これは石炭の燃焼とは異なる核反応です。光や熱のエネルギーは内部で何度も物質とやり取りしながら外へ運ばれます。中心で生じた一個の光子が一直線に表面へ飛び出すと考えるのは適切ではありません。

見える表面と外側の大気

普段光って見える層を光球と呼びますが、地面のような固い表面ではありません。その外側には彩層やコロナがあります。コロナは光球より高温で、その加熱には磁場とプラズマの過程が関わります。表面から離れるほど単純に温度が下がるわけではないのです。可視光、紫外線、X線など異なる波長は、異なる温度や高さの領域を主に映します。

黒点と磁気活動

黒点は周囲の光球より温度が低いため暗く見える領域です。それ自体が光らない穴なのではなく、強い磁場が対流などに影響しています。太陽内部の流れと回転が磁場の生成や変化に関わり、黒点の数にはおよそ11年の周期があります。ただし周期や活動の強さは毎回同一ではありません。黒点があるから必ずその日に地球で障害が起きる、と直接結びつけることはできません。

フレアとコロナ質量放出

太陽フレアは磁場に蓄えられたエネルギーが急に解放される現象です。コロナ質量放出は大量のプラズマと磁場が宇宙へ放出される現象で、両者は関連しても同じものではありません。地球へ向かうか、磁場の向きがどうかによって影響が変わります。光の増加、粒子、プラズマの塊では到達時間も違い、通信や衛星運用、電力設備などへの影響を別々に評価します。

内部をどう確かめるか

太陽表面の振動を分析する日震学や、核反応で生まれたニュートリノの測定は、直接見えない内部を検証します。表面の写真だけから中心の反応を推測しているのではありません。太陽観測では、裸眼や普通の望遠鏡で直接見ないことが不可欠です。専門の適切な太陽観測装置と手順が必要で、通常のサングラスや即席の減光材を代用することはできません。

関連項目