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太陽と対流層

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太陽と対流層の違い

太陽 vs. 対流層

太陽(たいよう、Sun、Sol)は、銀河系(天の川銀河)の恒星の一つである。人類が住む地球を含む太陽系の物理的中心尾崎、第2章太陽と太陽系、pp. 9–10であり、太陽系の全質量の99.86%を占め、太陽系の全天体に重力の影響を与えるニュートン (別2009)、2章 太陽と地球、そして月、pp. 30–31 太陽とは何か。 太陽は属している銀河系の中ではありふれた主系列星の一つで、スペクトル型はG2V(金色)である。推測年齢は約46億年で、中心部に存在する水素の50%程度を熱核融合で使用し、主系列星として存在できる期間の半分を経過しているものと考えられている尾崎、第2章太陽と太陽系、2.1太陽 2.1.1太陽の概観 pp. 10–11。 また、太陽が太陽系の中心の恒星であることから、任意の惑星系の中心の恒星を比喩的に「太陽」と呼ぶことがある。. 太陽の構造:1. 太陽核2. 放射層3. '''対流層'''4. 光球5. 彩層6. コロナ7. 太陽黒点8. 粒状斑9. 紅炎 対流層(たいりゅうそう、Convection zone)とは、恒星の中でエネルギーが主に対流によって運ばれている領域である。放射層では、エネルギーは放射によって運ばれる。恒星の対流はプラズマの運動であり、温められたプラズマが上昇し、冷えたプラズマが下降するという円対流を形成する。恒星中では、対流は温度勾配が急な(例えば、恒星の中心からの距離によって温度が急激に変化する)時に起きる。全ての恒星は中心が最も熱く、光球が最も冷たい。そこで恒星のどの部分でも、わずかに上昇したガスの一団は周りよりも熱くなる。周囲の冷たい領域との熱交換が十分速く行われれば、すぐに冷え、それ以上上昇しなくなる。しかし、温度勾配が十分に急であれば、冷える速度よりも浮力が勝るため、温められたガスの一団はそのまま上昇を続ける。恒星の中でこのような過程が起こる領域が対流層と呼ばれる。 太陽のような低質量の主系列星では、対流層は外側の約30%を占めている。温められたガスが表面まで出てくると、冷やされて再び恒星内部に戻る。温かいガスは冷たいガスよりも多くの放射を放出し、ガスの対流は恒星の粒状斑を形成する。このような恒星では、対流層は放射層を取り巻いている。 太陽質量の1.1倍以上の恒星では、水素からヘリウムへの原子核合成は、陽子-陽子連鎖反応ではなくCNOサイクルによって進行する。CNOサイクルは温度に非常に影響されるため、核は非常に熱いが、急激に温度が低下することがある。そのため、核の領域も水素燃料と生成したヘリウムを混合する対流層を形成する。これらの恒星の核の対流層には、熱的に平衡でほぼ混合が起こらない放射層が重なっている。 赤色矮星のような低質量の主系列星や赤色巨星のような主系列後の星は、放射層を持たず全てが対流層である。.

太陽と対流層間の類似点

太陽と対流層は(ユニオンペディアに)共通で17ものを持っています: 太陽質量太陽黒点太陽核対流主系列星彩層ヘリウムプラズマコロナ元素合成光球粒状斑紅炎赤色巨星恒星水素放射層

太陽質量

太陽質量(たいようしつりょう、Solar mass)は、天文学で用いられる質量の単位であり、また我々の太陽系の太陽の質量を示す天文定数である。 単位としての太陽質量は、惑星など太陽系の天体の運動を記述する天体暦で用いられる天文単位系における質量の単位である。 また恒星、銀河などの天体の質量を表す単位としても用いられている。.

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太陽黒点

2004年に現れた太陽黒点 太陽黒点(たいようこくてん、sunspot)とは、太陽表面を観測した時に黒い点のように見える部分のこと。単に黒点とも呼ぶ。実際には完全な黒ではなく、この部分も光を放っているが、周囲よりも弱い光なので黒く見える。太陽黒点は、約9.5年から12年ほどの周期で増減を繰り返している。 黒点が暗いのは、その温度が約4,000℃と普通の太陽表面(光球)温度(約6,000℃)に比べて低いためである。発生原因は太陽の磁場であると考えられている。 黒点は太陽の自転とともに東から西へ移動する。大きな黒点群の中には太陽の裏側を回って再び地球から見える側に出てきても消えていない、1ヶ月ほど存在する寿命の長いものがある。(太陽の東西という言葉は地球から観測した場合の地球上での方位を指す。その天体に立った場合の方位ではない).

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太陽核

太陽核(たいようかく、Solar core)は、太陽の中心から太陽半径のおよそ0.2倍から0.25倍の範囲に広がっていると考えられている。太陽系で最も高温の場所である。密度は15万kg/m3で、温度は1500万ケルビンに迫る(これに対して、太陽の表面の温度は6000ケルビンである)。中心の圧力は2.4×1016Pa、中心から0.2太陽半径では4.3×1015Paである。 太陽の核は、プラズマ状態にある高温で高密度のガスからできている。0.24太陽半径以内の核は太陽のエネルギーの99%を産み出している。.

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対流

対流(たいりゅう、convection)とは、流体において温度や表面張力などが原因により不均質性が生ずるため、その内部で重力によって引き起こされる流動が生ずる現象である。 地球の大気においては、大気の鉛直方向の運動は高度 0 キロメートルから約 11 キロメートルの層に限られ、この領域を対流圏と呼ぶ。また地球や惑星の内部では、対流により内部の熱源から地表面への熱輸送が生じており、地表面の変動を引き起こす原因となっている。 近年、計算機の性能が向上し、流体の運動方程式(ナビエ-ストークスの式)を高精度に計算することが可能となったため、コンピュータを用いたシミュレーションによる対流現象の研究が盛んに行われており、工学的な技術としても重要な分野である。また惑星内部の対流など、実験・観測が不可能な領域における流体の挙動を理論的に解明する研究も行われている。.

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主系列星

主系列星(しゅけいれつせい、main sequence star)とは、ヘルツシュプルング・ラッセル図(HR図)上で、左上(明るく高温)から図の右下(暗く低温)に延びる線である主系列 (Main Sequence) に位置する恒星をいう。矮星ともいう。.

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彩層

彩層(さいそう、chromosphere)とは、太陽などの恒星の表層部分で、光球の外側、コロナの内側に位置する薄いガスによって形成される層。 太陽の場合、厚さは数千から1万km。彩層の最下層である温度最低層では光球よりやや低温(4,700-5,800K)で、高度と共に増加してコロナとの境界層(遷移層)付近では1万度ケルビンに達する。彩層では磁場が支配的であり、磁気エネルギーの解放現象である太陽フレアや、プラズマが磁力線によって太陽大気中に保持された紅炎(プロミネンス)が観測される。肉眼では地球上から視認することはできないが、皆既日食発生時や水素の出すHα線フィルターを用いることで観測する事ができる。 Category:太陽.

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ヘリウム

ヘリウム (新ラテン語: helium, helium )は、原子番号 2、原子量 4.00260、元素記号 He の元素である。 無色、無臭、無味、無毒(酸欠を除く)で最も軽い希ガス元素である。すべての元素の中で最も沸点が低く、加圧下でしか固体にならない。ヘリウムは不活性の単原子ガスとして存在する。また、存在量は水素に次いで宇宙で2番目に多い。ヘリウムは地球の大気の 0.0005 % を占め、鉱物やミネラルウォーターの中にも溶け込んでいる。天然ガスと共に豊富に産出し、気球や小型飛行船のとして用いられたり、液体ヘリウムを超伝導用の低温素材としたり、大深度へ潜る際の呼吸ガスとして用いられている。.

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プラズマ

プラズマ(英: plasma)は固体・液体・気体に続く物質の第4の状態R.

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コロナ

1999年8月11日の皆既日食で見られたコロナ コロナ (Corona) とは、太陽の周りに見える自由電子の散乱光のこと。もしくは、太陽表面にあるもっとも外縁にある電気的に解離したガス層。「太陽コロナ」との呼び方もある。.

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元素合成

元素合成(げんそごうせい、Nucleosynthesis)とは、核子(陽子と中性子)から新たに原子核を合成する事象である。原子核合成、核種合成とも。 例えば、水素と重水素を非常に強い力によってぶつけると、その二つの元素が合成されてヘリウムが作られる。 ビッグバン理論によれば、核子はビッグバン後宇宙の温度が約200MeV(約2兆K)まで冷えたところで、クォークグルーオンプラズマから生成された。数分後、陽子と中性子からはじまり、リチウム7とベリリウム7までの原子核が生成されるが、リチウム7やベリリウム7は崩壊し、宇宙に多く貯蔵されるには至らない。ヘリウムより重い元素の合成は概ね恒星での核融合や核分裂により生じる。また、鉄より重い元素はほとんどが超新星爆発の圧力によってのみ生成される。 今日、地球上の自然界を構成する多くの元素はこれらの元素合成を通して作られたものである。.

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光球

光球(こうきゅう、)とは、太陽などの恒星の表層部分にあり、不透明なガスによって形成される薄い層である。恒星の外部に放出される光はこの層で発生するため、視覚的な恒星の表面に相当する。光自体は内部からも発生しているが、これらの光は光球内のガスに吸収されるため、外に出ることはない。 地球上から視認できる太陽光は、太陽の光球から発せられている。厚さは300~500kmで、温度は4,500~6,000Kと深度によって変化する。太陽光は光球の各深度で発生する光が合成されたものだが、シュテファン=ボルツマンの法則に当てはめると5800Kの物体が発する光に相当するため、一般にはこの値が太陽の表面温度とされる。光球は粒状斑と呼ばれる直径1000km程度の無数の対流セルから構成され、太陽黒点、白斑が現れる事もある。 太陽以外の恒星にも光球は存在し、その温度は太陽より低温のものから高温のものまで様々である。粒状斑は小さすぎるため観測不能だが、恒星の自転に伴う周期的な光度の変化から黒点や白斑の存在が知られている天体もある。.

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粒状斑

粒状斑(りゅうじょうはん、granule)とは、太陽光球面に見られる対流模様。穀物の粒 (grain) を敷き詰めたように見えることが名前の由来である。 鍋の中の味噌汁のように、液体を加熱すると対流細胞と呼ばれる丸い模様がたくさんできるが、太陽の光球を構成しているガスも下層から運ばれる熱によって対流しているため、太陽面全体がこの対流細胞に覆われている。 粒状斑の直径はおよそ1000kmと小さいため、大きな望遠鏡を使わないと観測できない。一つの粒状斑の寿命は8分程度である。.

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紅炎

紅炎(プロミネンス) 紅炎(こうえん、solar prominence)とは、太陽の下層大気である彩層の一部が、磁力線に沿って、上層大気であるコロナ中に突出したものである。英語のままプロミネンスと呼ばれることも多い。 皆既日食の際に、月に隠された太陽の縁から立ち昇る赤い炎のように見えることから名づけられた。紅炎が赤く見えるのは、彩層と同様に主にHα線を放射しているためである。Hα線を選択的に通すフィルターを用いれば、通常時でも観測することができる。 光球上の紅炎をHα線で観測すると、波長の関係で光球よりも暗い線状に見える。この場合には暗条またはダークフィラメント (dark filament) と呼ばれている。光球上にあるかないかでこのように見え方が違うのは、紅炎の背後に光源があるかないかの違いによる(キルヒホッフの法則)。 紅炎には、数ヶ月に渡って安定に存在する静穏型紅炎と、激しく形を変え主に黒点に伴って発生する活動型紅炎の2種類がある。 Category:太陽 Category:天文学に関する記事.

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赤色巨星

赤色巨星(せきしょくきょせい、red giant)とは、恒星が主系列星を終えたあとの進化段階である。大気が膨張し、その大きさは地球の公転軌道半径から火星のそれに相当する。肉眼で観察すると赤く見えることから、「赤色」巨星と呼ばれる。厳密には「赤色巨星」と「漸近巨星分枝星」と二つの進化段階に分かれている。赤色巨星という言葉は時によって、狭義の赤色巨星のみを指す場合と、漸近巨星分枝星も含めた広義を指す場合とがある。.

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恒星

恒星 恒星(こうせい)は、自ら光を発し、その質量がもたらす重力による収縮に反する圧力を内部に持ち支える、ガス体の天体の総称である。人類が住む地球から一番近い恒星は、太陽系唯一の恒星である太陽である。.

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水素

水素(すいそ、hydrogenium、hydrogène、hydrogen)は、原子番号 1 、原子量 1.00794の非金属元素である。元素記号は H。ただし、一般的には「水素」と言っても、水素の単体である水素分子(水素ガス) H を指していることが多い。 質量数が2(原子核が陽子1つと中性子1つ)の重水素(H)、質量数が3(原子核が陽子1つと中性子2つ)の三重水素(H)と区別して、質量数が1(原子核が陽子1つのみ)の普通の水素(H)を軽水素とも呼ぶ。.

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放射層

太陽の構造:1. 太陽核2. '''放射層'''3. 対流層4. 光球5. 彩層6. コロナ7. 太陽黒点8. 粒状斑9. 紅炎 放射層(ほうしゃそう、Radiation zone)は、太陽内部の中間の層である。生産されたエネルギーは核を出て放射層に入り、電磁波の形で放射層を通過する。放射層は密度が大きいため、波はあちこちに飛びまわり、何百年もかけて放射層を通過する。放射層は対流層の直下にあり、核のすぐ上にある。エネルギーが核からやってきて放射層を抜けるまでには、平均で17万1000年を要する。 質量の小さな赤色矮星や、主系列星段階を終えた赤色巨星などを除き、多くの恒星の内部には太陽と同様の放射層があると考えられている。.

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上記のリストは以下の質問に答えます

太陽と対流層の間の比較

対流層が21を有している太陽は、270の関係を有しています。 彼らは一般的な17で持っているように、ジャカード指数は5.84%です = 17 / (270 + 21)。

参考文献

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