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太陽の謎 ⑹

2023-12-02 11:20:18 | 理論物理学 素粒子


 👆は、太陽の温度を、中心部から表層部、そして、外部に分けて示している。図の赤い部分は6000℃ 程の温度であるが、白い部分は、数百万℃~数千万℃ 程の温度になっている。

 太陽内部の大部分にあたる放射層の熱輸送は対流ではないと考えられており、中心核で生じたエネルギーが外側へ運ばれるには長い時間がかかるため、太陽の表層部は冷えて赤くなっている。

 コロナ加熱問題は、太陽外部のコロナ層の温度が異常に高いことだが、これは尤もな疑問であると言える。

 図を見ても分かるように、太陽の中心部と外側は完全に遮断されており、熱を伝えるメカニズムも無いように見える。

 この熱が太陽表層部の対流から放出したと考えれば、黒点付近にある白斑(約7000K)が熱を運んできたことになるが、白斑の温度もコロナ層には遠く及ばない。

 太陽ダイナモでは、太陽の対流に因るエネルギー以上の熱量を作り出すことができないので、コロナ層の温度は説明できない。

 即ち、これは、太陽ダイナモの数百倍~数千倍のエネルギーを生み出すような、新たなエネルギー源が、太陽に存在している事を意味している。

 コロナ層の大きなエネルギーは、太陽磁場によって運ばれてきたものですが、そのエネルギーは太陽ダイナモでは説明できない。
 
 太陽ダイナモで運ばれている最大のエネルギーは、太陽白斑(約7000K)であり、コロナ層の温度には遠く及ばないのだ。

 これは、太陽ダイナモの限界を意味している。

 太陽の中心部に超小型実ブラックホールがあれば、強力な磁場が太陽ダイナモの限界を超えて作られる事が可能になる。このブラックホールは、強力な磁場を生み出しており、その強度は太陽ダイナモ効果を陵駕している。


 

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
太陽半径の0.2倍から0.7倍まで、中心核を厚さ40万キロメートルで覆う[20]層では、放射(輻射)による熱輸送を妨げる程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[20]。放射層をエネルギーが通過するには長い時間がかかり、近年の研究では約17万年が必要とも言われる[28]。

コロナ加熱問題
太陽の表面温度は約6000 °Cであるのに対し、太陽を取り囲むコロナは約200万 °Cという超高温であることが分かっているが、それをもたらす要因は太陽最大の謎とされた。1960年代までは太陽の対流運動で生じた音波が衝撃波へ成長し、これが熱エネルギーへ変換されてコロナを加熱するという「音波加熱説」が主流の考えだった[22]。

太陽の中心には半径10万キロメートルの核(中心核)があり[20]、これは太陽半径の約2割に相当する。密度が156 g/cm3(およそ水の156倍)であり、このため太陽全体の2 %ほどの体積の中に約50 %の質量が詰まった状態になっている[24]。その環境は2500億気圧、温度が1500万 Kに達するため物質は固体や液体ではなく理想気体的な性質を持つ[11]、結合が比較的低い量子論的な縮退したプラズマ(電離気体)状態にある[25]。

 太陽は磁場とプラズマにより構成されているため、太陽における磁場の時間変化は磁気流体力学によって記述される。また、太陽磁場の増幅・変動に関わる物理機構を太陽ダイナモと呼ぶ。太陽磁場は、太陽内部の流体速度をそのエネルギー源としていると考えられているが、完全には理解されていない。ガス対流の乱雑さがある程度まで大きくなると、太陽全体に表れる磁場変動が出現するという[1]。

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