天文宇宙検定に挑戦Vol.5～第2章「太陽は燃える火の玉か」～

文系の筆者が天文宇宙検定2級（高校理系レベル）に挑戦するシリーズVol.5です。

※勉強中の私が書いているため、間違っている部分があるかもしれません。
※覚えるために書いてるところもあるので、あしからず。

前回の記事はこちら

第2章は私たちの恒星、太陽についてみっちり学んでいきます。
太陽の詳しいプロフィール、そして太陽による現象（オーロラなど）についての知識を頭にいれていきましょう！

第2章　太陽は燃える火の玉か

波長が変われば様相も変わる

太陽を様々な波長で観察したらどんなふうに見えるのかを覚えておきます。
X線や紫外線などで見る太陽は、磁場の強い黒点部分などが明るく見えます。NASAの太陽観測衛星「ソーラー・ダイナミクス・オブザーバトリー（SDO）」が観測しています。

コロナの様子は、明るすぎる光球を隠して観測するコロナグラフで観測します。NASAの「SOHO」が観測。
彩層の様子は、水素原子の放つHα線で観測します。
これらの観測は、日食時に地上で行うことも。

第2章をまとめ！

太陽の温度

・太陽の（光球）表面の温度は約6000K
・中心温度は約1400万K
・黒点は約4000K
・コロナは約100万K

太陽の大きさ、スケール

・地球からの距離＝1億4960万㎞
・半径70万㎞、直径140万㎞
・中心核と放射層＝半径の70％
・対流層＝半径の30％
・彩層（太陽上空のガス層）の厚み＝約2000～1万㎞
・黒点は数千㎞～数万㎞
・ベテルギウスの半径は太陽の約800～1000倍

太陽の構造

・中心から順に、中心核→放射層→対流層→彩層→コロナ
・黒点周辺の活動領域の彩層は明るくなっており、プラージュと呼ばれる
・プラージュの足元の光球面上には、白斑がみられる
・光球面の対流渦を、粒状斑という
・彩層の上空にはプロミネンスがたなびく（＝ダークフィラメント）
・プロミネンスは、活動型（数分～数時間、水平）と静穏型（数週間）がある
・スピキュールは、太陽表面の噴き出したガス。毛羽立ったように見える
・スピキュールは30㎞／秒、6000㎞程度の長さ。5分ほどで消える
・彩層の上空にはコロナが広がっている（Kコロナ、Eコロナ、Fコロナ）
・K（連続）コロナ、E（輝線）コロナ、F（吸収線）コロナ

太陽の活動に関すること

・歳差回転によって、高い緯度ほど早く回っている
・黒体放射　熱を帯びた物質が放つ純粋な熱放射（電磁波）
・フレアは、磁力線が簡略な構造につなぎ変わり、磁場のエネルギーが様々なエネルギーに変換される現象
・フレアなどによって、コロナ質量放出（Coronal Mass Ejection）がおこる
・巨大なフレアをスーパーフレアという。大きなフレアほど件数は減る
・太陽風は地球の磁気圏の尾部にとらえられ、地球の窒素、酸素を励起してオーロラがおこる
・CMEが地球へ到達すると、地球に降り注ぐ宇宙線が減少する。フォーブッシュ減少
・太陽の活動は11年周期で、バタフライダイヤグラム（蝶形図）を描く
・中心から生まれたエネルギーは、数万～数十万年で放射層を通過
・対流層を数か月で通過、太陽表面へ

太陽のエネルギー

・太陽内部の熱核融合反応は、p-pチェインとCNOサイクルの2種類
・99％はp-pチェイン。水素が2つずつ融合してヘリウムになる
・CNOサイクルは、炭素（C）、窒素（N）、酸素（O）が触媒となって働く
・CNOサイクルに関わる元素は、多い順にH→O→C→N

太陽観測の歴史・衛星・望遠鏡

歴史
・1868年、ピエール・ジャンセンがヘリウム輝線を発見
・1866年、ノーマン・ロッキャーが黒点の吸収線の分離を発見
・1899年、ピーター・ゼーマンによる実験室での磁場中のスペクトル線分離発見
・1908年、ジョージ・ヘールが黒点磁場がスペクトル吸収線を分離していると発表
衛星
・ひので（JAXA）6000ガウスを超える黒点磁場を観測
・パーカーソーラープローブ（NASA）コロナの直接観測
・ソーラーオービタ（ESA）コロナや太陽風の成因を調査
・SDO（NASA）X線や紫外線で観測
・SOHO（NASA）コロナグラフ
望遠鏡
・DKIST（アメリカ）マウイ島にある太陽望遠鏡
・京都大学飛騨天文台　など

章末問題

勉強したあとに章末問題10問を解きます。
間違い・苦手ポイントを最後にまとめておきます！

・この章に出てきた人物4人は覚えておく！
・磁場の単位　１テスラ＝1万ガウス
・太陽全体から放出されているエネルギーは、3.9×10の23乗㎾

次回はオンラインプラネタリウムの仲間と勉強会！
続いて第3章「まだ謎だらけ（！）の太陽系」を勉強します！