宇宙ニュース大辞典　

太陽はほぼ完全な球体であり、その扁平率は0.01%以下である。太陽には、地球型惑星や衛星などと異なり、はっきりした表面が存在しない。 太陽は、中心核（コア）・輻射層・対流層（表面対流層）・光球・彩層・遷移層・コロナからなる。太陽の表面とは光球を指す。太陽半径を太陽中心から光球までの距離として定義する。光球には周囲よりも温度の低い太陽黒点と呼ばれる領域が存在することが多い。光球より上層の、光の透過性の高い部分を太陽大気と呼ぶ。太陽大気の上層部は太陽重力による束縛が弱いため、惑星間空間に漏れ出している。これを太陽風と呼び、オーロラの原因ともなる。

太陽は光球より内側が電磁波に対して不透明であるため、内部を電磁波によって直接垣間見ることができない。太陽内部についての知識は、太陽の大きさ、質量、総輻射量、表面組成・表面振動（5分振動）等の観測データを基にした理論解析によって得られる。理論解析においては、太陽内部の不透明度と熱核融合反応を量子力学により推定し、観測データによる制限を境界条件とした数値解析を行う。太陽中心部の温度、密度等はこのような解析によって得られたものである。

核

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太陽の中心は2,500億気圧、密度が1.56 ×105 kg/m3（およそ水の150倍）、温度は1,500万Kに達し、熱核融合反応によって水素がヘリウムに変換されている。1秒当たりでは約3.6 ×1038 個の陽子（水素原子核）がヘリウム原子核に変化しており、これによって1秒間に430万トンの質量が3.8 ×1026 Jのエネルギー（TNT火薬換算で9.1 ×1016 トンに相当する）に変換されている。このエネルギーの大部分はガンマ線に変わり、一部がニュートリノに変わる。ガンマ線は周囲のプラズマと相互作用しながら次第に「穏やかな」電磁波に変換され、数十万年かけて太陽表面にまで達し、宇宙空間に放出される。一方、ニュートリノは物質との反応率が非常に低いため、太陽内部で物質と相互作用することなく宇宙空間に放出される。それ故、太陽ニュートリノの観測は、現在の太陽中心部での熱核融合反応を知る有効な手段となっている。

太陽の中心核は熱核融合によって物質からエネルギーを取り出しているほとんど唯一の領域である。核の大きさは約0.2太陽半径である。

放射（輻射）層 太陽半径の0.2倍から0.7倍までの層では、放射（輻射）による熱輸送を妨げるほどには物質の不透明度が大きくない。したがって、この領域では対流は起こらず、輻射による熱輸送によって中心核で生じたエネルギーが外側へ運ばれている。 対流層 0.7太陽半径から1太陽半径までの層では、微量イオンが原因となって不透明度が増し、輻射によるエネルギー輸送よりも対流による輸送の方が効率が良くなる。

光球

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光球より下の層では太陽は電磁波に対して不透明になっている。光球より上では太陽光は散乱されることなく宇宙空間を直進する。光球の粒子密度は約 1023 個/m3である。これは地球大気の海面上での密度の約1%に相当する。光球よりも上の部分を総称して太陽大気と呼ぶ。太陽大気は電波から可視光線、ガンマ線に至る様々な波長の電磁波で観測可能である。太陽光のスペクトルは約6,000Kの黒体放射に近く、これに太陽大気の物質による吸収線（フラウンホーファー線）が多数乗っている。

光球の表面にはしばしば黒点と呼ばれる暗い斑点状の模様が現れる。黒点部分の温度は約4,000Kと周辺に比べて低いために黒く見える。

低温層

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光球から500kmほど上の領域は太陽で最も温度が低い層である。この領域の温度は約4,000Kで、太陽の中で一酸化炭素や水などの分子が存在できる唯一の場所である。これ以外の領域では温度が高すぎるため、分子の化学結合は全て切れてしまう。


彩層

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我々が見ることのできる太陽表面の上には厚さ約2,000kmの薄い層があり、この層から来る光には様々な輝線や吸収線が見られる。この領域を彩層と呼ぶ。皆既日食の始まりと終わりには紅色の彩層を見ることができる。

コロナ

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コロナは太陽大気の外層である。コロナは太陽半径の10倍以上の距離まで広がっている。コロナからは太陽風が出ており、太陽系と太陽圏 (heliosphere) を満たしている。コロナの太陽表面に近い低層部分では、粒子の密度は 1011 個/m3 程度である。


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