太陽

太陽は普通の星であり、私たちの銀河の約100億の一つ、天の川です。 太陽は私たちの惑星に非常に重要な影響を与えています：それは天候、海流、季節、気候を駆動し、光合成によって植物の生命を可能にします。 太陽の熱と光がなければ、地球上の生命は存在しないでしょう。
およそ45億年前、太陽は水素とヘリウムを主成分とする分子雲から形を取り始めました。, 近くの超新星は衝撃波を放出し、分子雲と接触してそれを活性化した。 分子雲は圧縮し始め、ガスのいくつかの領域は、それら自身の重力の引力の下で崩壊した。 これらの領域の一つが崩壊するにつれて、それはまた、圧力の増加から回転し、加熱し始めました。 水素とヘリウムの多くは、この熱い回転質量の中心に残っていました。 最終的に、ガスは核融合を開始するのに十分に加熱され、私たちの太陽系の太陽になりました。,
分子雲の他の部分は、まったく新しい太陽の周りの円盤状に冷却され、太陽系の惑星、小惑星、彗星などの天体となりました。
太陽は地球から約150万キロメートル（93万マイル）離れている。 天文単位（AU）と呼ばれるこの距離は、天文学者や天体物理学者のための距離の標準的な尺度です。
AUは、光の速度、または光の光子が太陽から地球に移動するのにかかる時間で測定することができます。 地球に到達するまでには約19秒かかります。,
太陽の半径、または中心から外側の限界までの距離は、約700,000キロメートル（432,000マイル）です。 その距離は地球の半径の約109倍の大きさです。 太陽は地球よりもはるかに大きな半径を持っているだけでなく、はるかに大きいです。 太陽の質量は地球の333,000倍以上であり、太陽系全体の質量の約99.8パーセントを含んでいます！
組成
太陽はガスの燃える組み合わせで構成されています。 これらのガスは実際にはプラズマの形をしています。, プラズマはガスに似た物質の状態ですが、ほとんどの粒子がイオン化されています。 これは、粒子が電子の増加または減少した数を有することを意味する。
太陽の四分の三は水素であり、常に融合して核融合と呼ばれるプロセスによってヘリウムを作り出しています。 ヘリウムは残りの四半期のほぼ全体を占めています。 太陽の質量の非常に小さな割合（1.69パーセント）は、他のガスや金属で構成されています：鉄、ニッケル、酸素、ケイ素、硫黄、マグネシウム、炭素、ネオン、カルシウム、クロムこの1。,69％が軽微であり、その量は5,628倍の質量ます。
太陽は固体質量ではありません。 ありませんが容易に認識で境界線のような岩石惑星のように。 代わりに、太陽はほぼ完全に水素とヘリウムで構成された層で構成されています。 これらのガスは各層で異なる機能を果たし、太陽の層は太陽の総半径に対するそれらの割合によって測定される。
太陽は磁場によって透過され、やや制御されています。, 磁場は、太陽を流れる円形電流、異なる速度で回転する太陽の層、および電気を伝導する太陽の能力の三つの複雑なメカニズムの組み合わせによって 太陽の赤道付近では、磁力線は表面近くで小さなループを作ります。 極を通って流れる磁力線は、反対側の極に戻る前に、はるかに遠く、数千キロメートル伸びます。
太陽は地球と同じように自転します。 太陽は反時計回りに回転し、単一の回転を完了するために25日から35日の間にかかります。,
太陽は天の川の中心を時計回りに公転しています。 その軌道は銀河中心から24,000光年から26,000光年離れている。 太陽は銀河中心の周りを周回するのに約225万年から250万年かかる。
電磁放射
太陽のエネルギーは、電磁放射（EMR）の形で光の速度で地球に移動します。
電磁スペクトルは、異なる周波数と波長の波として存在します。
波の周波数は、波が特定の時間単位で何回繰り返されるかを表します。, 非常に短い波長を持つ波は、与えられた時間単位で数回繰り返されるので、それらは高周波である。 これとは対照的に、低周波の波ははるかに長い波長を有する。
太陽から来る電磁波の大部分は私たちには見えません。 太陽から放射される最も高い周波数の波は、ガンマ線、X線、および紫外線（紫外線）です。 最も有害な紫外線は、地球の大気にほぼ完全に吸収されます。 より少なく有効な紫外線は大気を通って移動し、日焼けを引き起こすことができる。,
太陽はまた、赤外線を放射します—その波ははるかに低い周波数です。 太陽からの熱の大部分は赤外線エネルギーとして到着します。
赤外線とUVの間に挟まれた可視スペクトルは、人間として私たちが見ることができるすべての色を含んでいます。 赤色は最も長い波長（赤外線に最も近い）を有し、紫色は最も短い波長（UVに最も近い）を有する。
太陽自体は白で、可視スペクトルのすべての色が含まれていることを意味します。, 太陽は、それが発する青い光がより短い波長を有し、大気中に散乱されるので、オレンジがかった黄色に見える-空を青く見せるのと同じプロセス。
しかし、天文学者は太陽の色が電磁スペクトルの黄緑色の部分に入ることから、太陽を”黄色矮星”と呼んでいる。
太陽の進化
太陽は、私たちの地球上のすべての生命を支えてきましたが、永遠に輝くことはありません。 太陽はすでに約45億年間存在しています。,
私たちの惑星の生命を可能にする熱と光を作り出す核融合のプロセスは、太陽の組成をゆっくりと変えるプロセスでもあります。 核融合によって、太陽は常にそのコア内の水素を使用しています：毎秒、太陽はヘリウムに水素の約620万トンを融合します。
太陽の生命のこの段階では、そのコアは約74％の水素です。 次の五十億年にわたって、太陽はその水素のほとんどを燃やし、ヘリウムは燃料のその主要な供給源になります。,
その五十億年の間に、太陽は”黄色矮星”から”赤色巨星”に変わるでしょう。”太陽の核内のほとんどすべての水素が消費されると、核は収縮して加熱され、起こる核融合の量が増えます。 太陽の外側の層は、この余分なエネルギーから拡大します。
太陽は現在の半径の約200倍まで拡大し、水星と金星を飲み込むでしょう。
天体物理学者は、地球の軌道が太陽の手の届かないところに広がるのか、それとも私たちの惑星が太陽にも巻き込まれるのかを議論しています。,
太陽が膨張するにつれて、そのエネルギーはより大きな表面積に広がり、星に全体的な冷却効果をもたらします。 この冷却は、太陽の可視光を赤みを帯びた色、すなわち赤色巨星にシフトさせるでしょう。
最終的には、太陽のコアは、温度を測定するための一般的な科学的なスケールであるケルビンスケール（ほぼ100万摂氏または180万華氏）で約100万の温度に達 それがこの温度に達すると、ヘリウムははるかに重い元素である炭素を生成するために融合し始めます。, これは激しい太陽風や他の太陽活動を引き起こし、最終的に太陽の外側の層全体を投げ捨てるでしょう。 赤い巨人のフェイズは終わります。 太陽の炭素コアだけが残され、”白色矮星”として、それはエネルギーを生成したり放出したりしません。
太陽の構造
太陽は、コア、放射ゾーン、対流ゾーン、光球、彩層、コロナの六つの層で構成されています。
コア
太陽のコアは、地球の千倍以上の大きさと鉛よりも10倍以上の密度は、巨大な炉です。 コア内の温度は15.7万ケルビン（また15.,7百万の摂氏温度、か28百万の華氏温度）。 コアは太陽の半径の約25％にまで広がっています。
核は核融合反応が起こる唯一の場所です。 太陽の他の層は、そこで作られた原子力エネルギーから加熱されます。 水素原子の陽子は激しく衝突して融合するか、または一緒に結合してヘリウム原子を作り出す。
このプロセスは、PP（proton-proton）連鎖反応として知られており、膨大な量のエネルギーを放出します。, 太陽核融合の一秒間に放出されるエネルギーは、数十万の水素爆弾の爆発で放出されるエネルギーよりもはるかに大きい。
核内での核融合の間に、光子とニュートリノの二つのタイプのエネルギーが放出されます。 これらの粒子は、太陽の光、熱、およびエネルギーを運び、放出する。 光子は、光および他の形態の電磁放射の最小粒子である。 ニュートリノは検出がより困難であり、太陽の総エネルギーの約二パーセントを占めるだけである。 太陽は、いつも、すべての方向に光子とニュートリノの両方を放出します。,
放射ゾーン
太陽の放射ゾーンは半径の約25パーセントから始まり、半径の約70パーセントまで広がっています。 この広いゾーンでは、コアからの熱は七百万Kから二百万Kまで劇的に冷却されます。
放射ゾーンでは、熱放射と呼ばれるプロセスによってエネルギーが伝達されます。 このプロセスの間に、コアで放出された光子は短い距離を移動し、近くのイオンによって吸収され、そのイオンによって放出され、そして別のイオンによって再び吸収される。 一つの光子は、ほぼ200,000年のためにこのプロセスを継続す,
遷移ゾーン：タコクライン
放射ゾーンと次の層、対流ゾーンの間には、タコクラインと呼ばれる遷移ゾーンがあります。 この領域は、太陽の差動回転の結果として作成されます。
差動回転は、オブジェクトの異なる部分が異なる速度で回転するときに起こります。 太陽は異なった層および異なった緯度で異なったプロセスを経るガスから成っている。 例えば、太陽の赤道は、その極よりもはるかに速く回転します。
太陽の自転速度はタコクラインで急速に変化する。,
対流ゾーン
太陽の半径の約70％で、対流ゾーンが始まります。 このゾーンでは、太陽の温度は熱放射によってエネルギーを伝達するのに十分なほど熱くありません。 代わりに、それは熱対流によって熱柱を通して熱を伝達する。
鍋で沸騰する水、または溶岩ランプで熱いワックスと同様に、太陽の対流帯の深いガスが加熱され、太陽のコアから離れて熱柱を通して外側に”沸騰” ガスが対流ゾーンの外側の限界に達すると、ガスは冷却され、対流ゾーンの基部に戻り、再び加熱される。,
光球
光球は、太陽の明るい黄色、目に見える”表面”です。 光球は約400キロメートル（250マイル）の厚さであり、そこの温度は約6,000k（5,700°C、10,300°F）に達する。
対流ゾーンの熱柱は光球に見え、沸騰するオートミールのように泡立つ。 強力な望遠鏡を通して、柱の頂部は太陽を横切って混雑した顆粒として現れます。 各granule粒に熱コラムを通って上がる熱いガスである明るい中心があります。, 微粒の暗い端は対流の地帯の底にコラムの下で下降する涼しいガスである。
熱柱の頂部は小さな顆粒のように見えますが、通常は1,000キロメートル（621マイル）以上です。 ほとんどの熱カラムは、溶解して新しいカラムを形成する前に約20分間存在する。 また、最大30,000キロメートル（18,641マイル）で、最大24時間持続することができる”スーパーグラニュール”もあります。,
太陽黒点、太陽フレア、太陽のプロミネンスは、太陽の他の層のプロセスや混乱の結果ですが、光球で形成されます。
光球：太陽黒点
黒点は、それがどのように聞こえるかだけです—太陽の上の暗いスポット。 対流帯における強い磁気活動が熱柱を破裂させると、黒点が形成される。 破裂した柱の上部（光球で見える）では、高温のガスが到達していないため、温度が一時的に低下します。,
光球：太陽フレア
黒点を作成するプロセスは、コロナ（太陽の非常に外側の層）と太陽の内部の間の接続を開きます。 太陽物質は、太陽フレアと呼ばれる形成において、この開口部から急増します。 これらの爆発は大規模である：数分の期間で、太陽フレアはTNTの約160億メガトンに相当する、または太陽が一秒でリリースする総エネルギーの約六分の一
太陽フレアからイオン、原子、電子の雲が噴出し、二日ほどで地球に到達します。, 太陽フレアと太陽の隆起は、地球の大気や磁場に障害を引き起こすだけでなく、衛星や通信システムを破壊することができ、宇宙天気に貢献しています。
光球：コロナ質量放出
コロナ質量放出（Cme）は、太陽の磁場内の一定の動きと外乱によって引き起こされる太陽活動の別のタイプです。 Cmeは通常、黒点の活性領域の近くに形成されるが、両者の相関は証明されていない。, Cmeの原因はまだ研究されており、光球またはコロナのいずれかの混乱がこれらの激しい太陽爆発につながるという仮説が立てられています。
光球：太陽プロミネンス
太陽プロミネンスは太陽物質の明るいループです。 彼らは太陽のコロナ層に遠くまで飛び込み、毎秒数百キロメートルを拡大することができます。 これらの湾曲およびねじれた特徴は、高さおよび幅が数十キロメートルに達し、数日から数ヶ月にわたってどこでも持続することができる。
太陽のプロミネンスはコロナよりも涼しく、太陽に対して暗いストランドとして表示されます。, このため、それらはフィラメントとしても知られています。
光球：太陽周期
太陽は常に黒点や太陽噴出物を放出せず、約11年の周期を経ています。 この太陽周期の間に、太陽フレアの頻度は変化する。 太陽の最大値の間に、一日あたりいくつかのフレアがあることができます。 太陽の最小値の間に、一週間未満があるかもしれません。
太陽の周期は、太陽の周りをループし、二つの極で接続する太陽の磁場によって定義されます。 11年ごとに、磁場は逆転し、太陽活動と黒点につながる混乱を引き起こします。,
太陽サイクルは地球の気候に影響を与える可能性があります。 例えば、太陽の紫外線は成層圏の酸素を分割し、地球の保護オゾン層を強化します。 太陽極小期の間に、地球のオゾン層が一時的に薄くなることを意味する紫外線の低い量があります。 これはより多くの紫外線が地球の大気を入れ、熱するようにします。
太陽大気
太陽大気は太陽の最も熱い地域です。 彩層、コロナ、そして両者を結ぶ太陽遷移領域と呼ばれる遷移帯で構成されています。,
太陽大気は光球から発せられる明るい光によって隠されており、特別な機器なしではめったに見ることができません。 月が地球と太陽の間を移動し、光球を隠す日食の間にのみ、これらの層は肉眼で見ることができます。
彩層
ピンクがかった赤色の彩層は、約2,000キロメートル（1,250マイル）の厚さで、熱いガスのジェットだらけです。
光球と接する彩層の底では、太陽は最も冷たく、約4,400k(4,100°C,7,500°F)にあります。, この低温は彩層にピンク色を与えます。 彩層の温度は高度とともに上昇し、この地域の外縁で25,000k（25,000°C、45,000°F）に達する。
彩層は、太陽フレアに似たスピキュールと呼ばれる燃焼ガスのジェットを放出する。 これらの燃えるようなガスの束は、長い、燃えるような指のように彩層から手を差し伸べる;彼らは通常直径約500キロメートル（310マイル）です。 スピキュールは約15分間持続しますが、崩壊して溶解する前に数千キロメートルの高さに達することがあります。,
太陽遷移領域
太陽遷移領域(STR)は、彩層とコロナを隔てています。
STRの下では、太陽の層が制御され、重力、ガス圧力、およびエネルギーを交換する異なるプロセスのために別々のままになります。 STRの上では、レイヤーの動きと形状がはるかにダイナミックになります。 彼らは磁力によって支配されています。 これらの磁力は、コロナループや太陽風などの太陽現象を起こす可能性があります。
これら二つの領域のヘリウムの状態にも違いがあります。 STRの下では、ヘリウムは部分的にイオン化される。, これは、電子を失ったが、まだ残っていることを意味します。 STRの周りでは、ヘリウムはもう少し熱を吸収し、最後の電子を失います。 その温度はほぼ百万k（百万°C、1.8百万°F）に急上昇します。
コロナ
コロナは太陽大気の最も外側の層であり、宇宙に数百万キロメートルを伸ばすことができます。 コロナ内のガスは約百万k（百万°C、1.8百万°F）で燃焼し、毎秒約145キロメートル（90マイル）移動する。
いくつかの粒子は、毎秒400キロメートル（毎秒249マイル）の脱出速度に達する。, 彼らは太陽の重力の引きを逃れ、太陽風になります。 太陽風は太陽から太陽系の端まで吹き飛びます。
他の粒子はコロナループを形成する。 コロナループは、近くの黒点の周りに戻って曲がる粒子のバーストです。
太陽の極の近くにはコロナの穴があります。 これらの領域は、太陽の他の領域よりも寒くて暗く、太陽風の最も速く動く部分の一部が通過することを可能にします。
太陽風
太陽風は、太陽の上層大気から投げ出される非常に熱い荷電粒子の流れです。, これは、150万年ごとに、太陽が地球の質量に等しい質量を失うことを意味します。 しかし、この損失の割合でさえ、太陽は太陽風から総質量の約0.01％しか失われていません。
太陽風は全方位に吹く。 それは約10億キロメートル（六億マイル）のためにその速度で移動し続けています。
太陽風に含まれる粒子の一部は、地球の磁場を通って極の近くの上層大気に滑り込みます。, 彼らは私たちの惑星の大気と衝突するように、これらの荷電粒子は、オーロラ、北と南の光として知られているカラフルな光のディスプレイを作成し、色 太陽風は太陽嵐を引き起こすこともあります。 これらの嵐は衛星に干渉し、地球上の電力網をノックアウトする可能性があります。
太陽風は太陽圏を満たし、太陽系を取り囲む荷電粒子の巨大な泡。
太陽風は、最終的には、ヘリオポーズと呼ばれる理論的な境界で、太陽圏の境界付近で減速します。, この境界は、私たちの太陽系の物質とエネルギーを、隣接する星系や星間媒体の物質から分離します。
星間媒体は、星系の間の空間です。 数十億キロメートルを移動した太陽風は、星間媒体を超えて伸びることはできません。
太陽を研究する
太陽は常に科学的発見と探求の対象とはなっていません。 何千年もの間、太陽は世界中の文化で神、女神、そして人生の象徴として知られていました。,
古代アステカにとって、太陽はTonatiuhとして知られている強力な神であり、空を旅するために人間の犠牲を必要としました。 バルト神話では、太陽は豊饒と健康をもたらしたSauleという名前の女神でした。 中国の神話は、太陽が10の太陽の神の唯一の残りのものであると主張しました。
紀元150年、ギリシャの学者クラウディウス-プトレマイオスは、月、惑星、太陽が地球の周りを公転する太陽系の地心モデルを作成した。, ポーランドの天文学者Nicolaus Copernicusが、惑星が太陽の周りを回転していることを証明するために数学的および科学的推論を使用したのは16世紀までではありませんでした。 この太陽中心モデルは私たちが今日使用しているものです。
17世紀には、望遠鏡によって太陽を詳しく調べることができました。 太陽は私たちが保護されていない私たちの目でそれを研究することを可能にするには明るすぎます。望遠鏡では、初めて太陽の鮮明な画像をスクリーンに投影して検査することができました。,
イギリスの科学者サー-アイザック-ニュートンは望遠鏡とプリズムを使って太陽の光を散乱させ、太陽光が実際に色のスペクトルで作られていることを証明した。
1800年、赤外線と紫外線が可視スペクトルのすぐ外に存在することが発見されました。 分光器と呼ばれる光学機器は、可視光および他の電磁放射をその様々な波長に分離することを可能にした。 分光学はまた、科学者が太陽の大気中のガスを特定するのに役立ちました。,
しかし、太陽がそのエネルギーを生成する方法は謎のままでした。 多くの科学者達は、太陽が収縮しており、その過程から熱を放出しているという仮説を立てました。
1868年、イギリスの天文学者ジョセフ-ノーマン-ロッキャーが太陽の電磁スペクトルを研究していた。 彼は、地球上の既知の元素の波長を持たない光球の明るい線を観察しました。 彼は太陽に孤立した元素があると推測し、ギリシャの太陽神ヘリオスにちなんでヘリウムと名付けました。,
その後の30年間で、天文学者たちは、太陽には核融合によって大量のエネルギーを生み出すことができる熱い加圧されたコアがあると結論付けました。
技術は改善を続け、科学者たちは太陽の新しい特徴を明らかにすることができました。 赤外線望遠鏡は1960年代に発明され、科学者たちは可視スペクトル外のエネルギーを観測しました。 二十世紀の天文学者は、気球やロケットを使って、地球の上空に特殊な望遠鏡を送り、地球の大気からの干渉なしに太陽を調べました。,
Solrad1は、太陽を観測するために設計された最初の宇宙船であり、1960年に米国によって打ち上げられました。 その十年、NASAは太陽を周回し、星に関する情報を収集するために五つのパイオニア衛星を送りました。
1980年、NASAは太陽フレアの際に放出される高周波ガンマ線、紫外線、x線に関する情報を収集するために、太陽活動極大期にミッションを開始しました。
太陽-太陽圏天文台（SOHO）は、1996年にヨーロッパで開発され、情報を収集するために軌道に投入されました。, SOHOは、12年間、データの収集と宇宙天気の予測に成功してきました。
ボイジャー1号と2号は、太陽風が星間物質と出会うところで大気が何でできているのかを発見するために、太陽圏の端まで移動する宇宙船です。 ボイジャー1号は2012年にこの境界を越え、ボイジャー2号は2018年にそうしました。
太陽の研究におけるもう一つの発展は、太陽の波の研究であるhelioseismologyです。 対流帯の乱流は、太陽の物質を太陽の外層に連続的に伝達する太陽波に寄与すると仮定されている。, これらの波を研究することによって、科学者は太陽の内部と太陽活動の原因についてもっと理解しています。
太陽からのエネルギー
光合成
太陽光は、食物網の植物や他の生産者に必要な光とエネルギーを提供します。 これらの生産者は太陽の放射線を吸収し、光合成と呼ばれるプロセスを通じてエネルギーに変換します。
生産者は主に植物（陸上）と藻類（水生地域）です。 それらは食物網の基礎であり、そのエネルギーと栄養素は他のすべての生物に渡されます。,
化石燃料
光合成は地球上のすべての化石燃料にも責任があります。 科学者たちは、約三十億年前、最初の生産者は水生環境で進化したと推定しています。 日光は植物の生命が繁栄し、適応することを可能にした。 植物が死んだ後、彼らは分解し、地球の中に深く、時には数千メートルに移動しました。 このプロセスは何百万年も続きました。
強い圧力と高温の下で、これらの遺跡は化石燃料として知られているものになりました。 これらの微生物は石油、天然ガス、石炭となった。,
人々はこれらの化石燃料を抽出し、エネルギーに使用するためのプロセスを開発しました。 しかし、化石燃料は再生不可能な資源です。 彼らは形成するのに何百万年もかかります。
ソーラーエネルギー技術
ソーラーエネルギー技術は、太陽の放射を利用し、熱、光、または電気に変換します。
太陽エネルギーは再生可能な資源であり、多くの技術は家庭、企業、学校、病院で使用するためにそれを直接収harvestすることができます。, ある太陽エネルギーの技術は太陽ボルタ細胞およびパネル、太陽熱コレクター、太陽熱電気および太陽建築を含んでいます。
太陽光発電は太陽のエネルギーを使って太陽電池の電子を加速し、電気を発生させます。 この形式の技術は広く使用されており、農村部、大規模な発電所、建物、およびパーキングメーターやゴミ箱などの小型機器に電力を供給することができます。,
太陽のエネルギーは、太陽の光線を鏡やレンズで反射して拡大する”集中太陽光発電”と呼ばれる方法でも利用できます。 日光の強められた光線は蒸気を作成し、電気発電機に動力を与える液体を熱する。
太陽光発電は、機械や電子機器なしで収集して配布することもできます。 例えば、屋根を植生で覆ったり、白く塗ったりすることで、建物に吸収される熱の量を減らし、空調に必要な電気量を減らすことができます。 これは太陽建築です。,
太陽光は豊富である：一時間で、地球の大気は一年のためにすべての人々の電気ニーズに電力を供給するのに十分な日光を受け取ります。 しかし、太陽技術は高価であり、効果的であるためには晴れて雲のない地元の天気に依存します。 太陽のエネルギーを利用する方法はまだ開発され、改善されています。