太陽

太陽は、私たちの太陽系の中心にある星です。 太陽の大部分は、全質量の約4分の3を占める水素と、約4分の1を占めるヘリウムで構成されています。 残りの質量は、はるかに少ない量の他の元素で構成されており、太陽の質量の2％弱を占めています。 これらの元素には、炭素、窒素、酸素、ネオン、マグネシウム、ケイ素、硫黄、鉄などがあります。 他にも50種類以上の元素が微量に含まれている。

太陽からのエネルギー

太陽からのエネルギーは、地球上の生命にとって不可欠なものです。 生命が存在するためだけでなく、人間が使うほとんどのエネルギーの源でもあります。 バイオマス、化石燃料、そして風力発電や太陽光発電などの再生可能エネルギーも、太陽から来ています。 化石燃料は、太陽エネルギーが二次的に蓄えられたものです。 太陽からのオリジナルのエネルギーは、植物が成長する過程で光合成によって取り込まれ、化学結合に蓄えられます。 このエネルギーは、植物が化石燃料に変化した後、何百万年も経ってから放出されます。 すべての化石燃料は、最終的には太陽光からのエネルギーです。 地球に届く太陽エネルギーは、何百キロもの地球の大気を通過した後でも、かなりの量になります。 地球に到達する太陽放射は、かなりのエネルギーを持っている。 完全な強度の場合、上層大気の表面で地球に届く太陽電力は約1367W/m2。

太陽のエネルギーは、エネルギーを供給するだけでなく、地球を居住可能な状態にまで暖めます（大気の構造によって、地球のエネルギー収支が居住可能な温度に保たれるようにもなっています）。

太陽の層

太陽を継続的に調査するために人工衛星が打ち上げられています。 これらの衛星が太陽をさまざまな波長で観測することで、太陽の内部構造を示す画像が作成されます。 太陽は6つの領域で構成されていると考えられている。 太陽の半径の1/5の部分がコアと呼ばれています。 コアの中では核融合が行われており、太陽のエネルギーの源となっています。 コアには、重力によって太陽の中心に向かって押し出される水素原子が多く含まれています。 小さな領域に大量の水素原子が押し込まれると、高温になります。コアの内部では約1360万度の温度になっています。 この温度まで加熱された水素は、どんどん動きが速くなり、水素同士が頻繁に衝突するようになります。 動きの速い水素原子が衝突すると、量子トンネル現象を利用して核融合反応を起こすこともある。

放射層：この層は、コアを取り囲むゾーンである。 コアでの核融合プロセスによって発生したエネルギーは、高エネルギーの光子の形で現れます。 これらの光子は、放射プロセスによって外側に移動します。 光子は光の速さで移動するが、他の粒子と頻繁に衝突するため、直線的な経路をとらず、放射帯からの移動は非常に遅い

対流帯：太陽の外殻を形成する領域。 この領域では、対流によってエネルギーが非常に速く移動します。 輻射帯で高温になったガスは、対流帯を通って膨張し、上昇します。 これは、対流ゾーンが放射ゾーンよりも温度が低く、密度が低いために可能なのです。 上昇したガスは冷却され、下に沈みます。 輻射帯に近づくと、再び加熱されて上昇します。

光球。 太陽のこの部分は薄い層で、光が放出される層でもあります。 したがって、地球から見える太陽の層は光球である。 これは赤みがかったオレンジ色のガスの層です。 一般的には、光球からの光が上回っているため、肉眼では見ることができません。 しかし、日食の時には見ることができます。

コロナ。 太陽の表面を取り巻くかすかなプラズマの層です。 日食の時にのみ肉眼で見ることができます。

図2. これは、NASAが提供している太陽の3次元モデルです。 画像をドラッグして、さまざまな角度から太陽を見ることができます。

For further reading

太陽から来るエネルギーについての詳細は、以下を参照してください：

• 太陽の核融合
• 太陽放射
• 日射

このエネルギーが地球上でどのように重要なのかについての詳細は、以下を参照してください。

• 地球への太陽エネルギー
• 地球の温度
• 太陽光発電