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太陽が輝き続けられる理由

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太陽は誕生から今まで、46億年間もの間絶え間なくエネルギーを生み出し続けています。でも太陽が輝き続けられる理由や燃料が何なのか知っている方は少ないと思います。そこで今回は太陽が燃える仕組みやエネルギー源に迫って行きます。

 

 

太陽は燃えているように見えますが、正確にいうと燃えているのではありません。

 

そもそも太陽は地球や月などのような岩盤の地殻はなく気体で出来ています。そして太陽のエネルギーのもとは核融合です。

核融合とは、軽い原子(水素やヘリウムなど)同士がくっついてより重い原子になることを言います。 簡単にいうと合体するのです。太陽の中心部は高温高圧状態となっており、核融合には適した環境です。

太陽では水素原子がくっついて、ヘリウム原子へと変化する核融合が起こっています。そして核融合によって生み出されたエネルギーが表出し、放出された光や熱より太陽は真っ赤に燃えているように見えるのです。

 核融合反応(かくゆうごうはんのう、nuclear fusion reaction)とは、軽い核種同士が融合してより重い核種になる核反応を言う。単に核融合と呼ばれる、もしくは記述されることも多い。

(wikipedia)

 

太陽のエネルギーは核融合によるものとわかりましたが、その材料となる水素はどこから来たのでしょうか?

 

先ほど太陽は気体で出来ているといいましたが、そのうち約73%ほどが水素で、残りのほとんどがヘリウムです。つまり、太陽が核融合の材料にしている水素は、太陽自身から調達しているのです。

 

ではなぜ太陽に水素が集まったかというと、引力の作用で宇宙にある水素が集まったのです。ちなみに太陽のように、自分自身がエネルギーを発し光る星を恒星と言います。そして恒星は太陽以外にもたくさんあり、そのすべてが太陽と同じく水素が集まってできています。

核融合反応で水素原子がヘリウム原子に変わるとき4つの水素原子が合体して1つのヘリウム原子になります。そして誕生した1つのヘリウム原子と水素原子4つを比べると、1つのヘリウム原子の方が0.7%軽いのです。なぜ軽くなるかというと、エネルギーに変換されて太陽の輝きになっているからです。このエネルギーの分だけ軽くなっています。そして太陽は、核融合反応によって1秒間に420万トンずつ軽くなっています。

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このまま核融合が続いたらいつか太陽の水素は底をついてしまうのではないか?

と疑問に思った方もいるでしょう。

 

 

実は太陽の水素はいつか使い果たされてしまいます。核融合がどんどん進むと、太陽の中心部にヘリウムがたまりヘリウムの中心核ができます。やがてヘリウムの中心核は自分自身の重力によって収縮し、つぶれていきます。

そしておよそ60億年後、太陽の中心部の水素が使い果たされると考えられています。

水素がなくなると、今度はヘリウムが核融合を初め、太陽はどんどん膨らんで大きくなります。ヘリウムも燃え尽きると今度は収縮し、大きさが現在の太陽の100分の1ほどの白色矮星(はくしょくわいせい)として残ります。

ちなみに、太陽はブラックホールにはなりません。

ブラックホールについて詳しく知りたい方はこちら

 

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水素はなくなってしまいますが、まだまだ先のことなので安心しましたね。

 

 

太陽の中心部では核融合反応が起きていると言いましたが、当然のことながら太陽の中心部を直接観測することはできません。しかし、核融合の際に生まれるニュートリノという素粒子を調べると、太陽の中心部の情報が得られるのではないかと注目されています。

 

 

 

記事を読んでいただきありがとうございます。

太陽が輝き続ける理由をご説明しましたが、ご理解いただけたでしょうか?核融合反応についてはとても興味深い現象です。これを発電に利用することができれば、膨大な電気エネルギーを生み出すことができます。おすすめ記事でも興味深い内容の記事をご紹介しているので是非見てください!

 

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