太陽

太陽は、望遠鏡なしでも指し示すことができる、太陽系で唯一の天体であり、ある意味では他のすべてが誤差の範囲にすぎないと言える存在である。このG型主系列星は、太陽系にある全質量の99.86%を占めており、8つの惑星、あらゆる衛星、小惑星、彗星を合わせても残りのわずか0.14%しか占めていない。太陽は、海王星を165年周期の軌道に、地球を365日周期の軌道につなぎ止めている重力の錨であり、その光が地球までの1億5000万kmを渡るのに8分20秒かかるものの、地球上のほぼすべての生き物に活力を与えている炉である。

これほど身近な存在でありながら、太陽は正真正銘の極限世界でもある。半径は69万6340km（地球約109個分）、年齢は約46億年で、中心核の温度は1500万℃を超え、そこでは毎秒約6億トンもの水素が静かにヘリウムへと変換されている。銀河系の恒星としては中年で目立たない、ごくありふれた星だが——そのありふれた性質こそが、太陽を宇宙で最も研究された恒星たらしめている理由である。

惑星ではなく恒星

太陽は、キャンプファイヤーのような意味で燃えているガスの塊ではない——何かが燃焼しているわけではないのだ。太陽が輝いているのは、その中心核が上にある全ての重みで圧縮され、鉛より高い密度、1500万℃近い温度に達し、水素原子核をヘリウムへと核融合させているからである。1回の核融合が放出するエネルギーはわずかだが、中心核では毎秒およそ6億トンもの水素が消費されており、その総量は途方もない。そのエネルギーが生み出す外向きの圧力こそが、太陽自身の押しつぶすような重力に対抗して星を支えており、この均衡は46億年続いており、あと約50億年は続くと見られている。

組成で見ると、太陽は質量にしておよそ4分の3が水素、4分の1がヘリウムであり、炭素、酸素、鉄などそれ以外の元素を合わせても2%に満たない。質量は1.989×10³⁰kgで、天文学全体において「太陽の」という言葉の定義そのものとなっている。恒星の質量、光度、半径はすべて太陽を基準とした倍数で測られる。

中心核からコロナまで、層を成す構造

中心核で生まれた光子は、そのまま外へ飛び出すわけではない。放射層をランダムウォークしながら外側へと進み、これには10万年のオーダーの時間がかかることもある。その後、高温のプラズマの大きな対流セルが表面まで沸き立っては沈む対流層に到達する。目に見える「表面」——光球——はまったく固体ではなく、ガスがようやく薄くなって光が宇宙へと逃げ出せるようになる層であり、比較的低温な5500℃ほどである。

光球の上には赤みを帯びた彩層があり、その先に太陽の希薄な外層大気であるコロナが広がっている。コロナは皆既日食のときに真珠色の光輪となって浮かび上がる。奇妙なことに、コロナはその下にある表面よりもはるかに高温で——100万度を超える——これは「コロナ加熱問題」と呼ばれる謎であり、太陽物理学者たちが今なお解明に取り組んでいる。この外層大気からは太陽風が絶えず流れ出しており、荷電粒子の恒常的な流れが太陽系全体を満たし、彗星の尾の形を作り出している。

黒点と11年周期

太陽は固体のように一体となって自転しているわけではない。赤道はおよそ25日で1回転するのに対し、極域は1か月以上かかる。この差動回転が磁場を、まるでゴムひもをねじり絡めるように巻き上げていく。その結果生まれるのが11年周期の活動サイクルであり、暗く低温な黒点が増減を繰り返し、やがて磁極が反転し、太陽は静かな「太陽極小期」と嵐のような「太陽極大期」の間を行き来する。

2024年10月、NASAとNOAAは、現在進行中の第25太陽周期がその極大期に達したと発表した。ただし正確なピークの月が特定できるのは何年も先のことになる。この周期は予報担当者の予測を上回る強さで推移し、2024年10月3日には周期最大級となるX9.0クラスの太陽フレアが発生した。極大期には、太陽フレアやコロナ質量放出が宇宙天気を引き起こす。これは、極から離れた場所でもオーロラを輝かせる磁気嵐であり、同時に地球上の人工衛星、GPS、無線通信、送電網を乱すこともある。

太陽に触れる：一世紀にわたるミッション

太陽には着陸できないため、遠方から、そして近年ではその大気の内部から観測が行われている。NASAとESAのSOHOは1995年以来太陽を継続的に観測しており、NASAの太陽ダイナミクス観測衛星（SDO）は2010年から極端紫外線で太陽を撮影し続け、2020年に打ち上げられたESAのソーラー・オービターは、惑星の公転面の外側から太陽の極を初めて撮影した。

最も大胆な挑戦は、NASAのパーカー・ソーラー・プローブである。2024年12月24日、表面からわずか610万kmの距離を、時速約69万kmという人類が作った物体としては史上最速の速度で飛び抜けた——これは恒星にこれまでで最も近づいた探査機となった。炭素複合材の耐熱シールドに守られながらコロナの中を直接通り抜け、太陽風をその発生源で直接採取し、なぜ外層大気がこれほど法外に高温なのかを探った。

太陽を安全に観測する方法

太陽は、このカタログの中で唯一、あなたの視力を永久に奪いかねない天体であり、そのため絶対的な鉄則がある。望遠鏡、双眼鏡、カメラのいずれであっても、正規の認証済み太陽フィルターを機器の先端にしっかり取り付けずに太陽を覗いてはならない。ふつうのサングラス、感光済みフィルム、すすを塗ったガラスは安全ではない。

安全な観測方法としては、肉眼用には認証済みの日食グラス（ISO 12312-2）、専用の白色光望遠鏡や水素アルファ太陽望遠鏡、あるいはリスクが全くない古典的なピンホール投影法があり、これは小さな太陽の像をカードに投影する方法である。安全な機材があれば、静穏期でも黒点が円盤上を移動していく様子を見つけられるかもしれない。そして最大の見どころであるコロナそのものは、皆既日食のわずか数分間にしか見ることができない。