「太陽の黒点って、なんで黒いの？」
- 黒点とプロミネンスとコロナが、どれがどれか分からない…
- 太陽の表面温度と黒点の温度が、ごちゃごちゃになる…
- 黒点の動きから何が分かるのか、説明できない…
こういう人は、毎年たくさんいます。
結論からいうと、太陽の特徴は「表面約6000℃の高温のガスのかたまりで、自転している」の2つを押さえれば整理できます。
黒点の動きと形は、その「自転している」「球形をしている」ことの証拠です。
この記事では、図を使って、太陽のつくりと黒点・プロミネンス・コロナ、黒点の動きからわかることをまとめます。
太陽とは
太陽は、自分で光や熱を出している天体（恒星）です。
主に高温のガスでできていて、地面のような固い表面はありません。
地球から見ると、昼間の空にある1つの明るい円ですが、中身は燃えるガスのかたまりです。
まずは、太陽のつくりを図で確認しましょう。
太陽のしくみ：表面・黒点・プロミネンス・コロナ
図の左側が、太陽のつくりです。
温度を、中心から外側へ順に見ていきます。
| 場所 | 温度 | 特徴 |
|---|---|---|
| 中心部 | 約1600万℃ | 太陽でいちばん高温の部分 |
| 表面 | 約6000℃ | 私たちが見ている、明るく光る面 |
| 黒点 | 約4000℃ | 表面にある黒い斑点。周囲より温度が低い |
| プロミネンス（紅炎） | ― | 表面から外へ吹き上がる、炎のようなガス |
| コロナ | ― | 太陽をとりまく高温のガスの層 |
黒点：周囲より温度が低いから黒く見える
黒点は、太陽の表面にある黒い斑点です。
温度は約4000℃で、まわりの表面（約6000℃）より低くなっています。
温度が低いと、出す光が弱くなります。
だから、まわりと比べて暗く、黒く見えるのです。
黒点も4000℃もあるので、「冷たい部分」ではなく、「まわりより少し低温な部分」と覚えましょう。
プロミネンス（紅炎）：表面から吹き上がるガス
プロミネンス（紅炎）は、太陽の表面から炎のように噴き出すガスです。
形はさまざまで、大きく弧を描くものもあります。
太陽の縁から外へ飛び出しているように見えます。
コロナ：太陽をとりまく高温のガスの層
コロナは、太陽の外側をとりまいている、高温のガスの層です。
ふだんは太陽がまぶしすぎて見えません。
太陽が月にかくされる皆既日食のときに、太陽のまわりに広がる白い光として見えます。
図の矢印にあるように、コロナとプロミネンスは「日食のときに見える」と覚えておくと、入試の用語問題で役に立ちます。
黒点の動きから分かること
黒点は、毎日同じ時刻に観察すると、少しずつ位置が変わっていきます。
図の右側のように、黒点は東から西へ動いていきます。
これは、黒点が動いているのではなく、太陽そのものが自転しているからです。
そして、黒点が太陽の中央付近にあるときは円に近い形ですが、縁に近づくにつれて細長いだ円に見えます。
これは、太陽が球の形をしているからです。
平らな円板なら、どこにあっても同じ形に見えるはずです。
- 黒点が東から西へ動く → 太陽は自転している
- 黒点が縁で細長く見える → 太陽は球形をしている
- 黒点が中央から縁まで動くのにかかる日数 → 自転の周期を考える材料になる
太陽の自転の周期は、約1か月（およそ25〜30日）です。
黒点が1周して同じ位置に戻るまでに、約1か月かかります。
例題：黒点の動きから自転の周期を求める
黒点が太陽の中央にあった日から、西の縁に来るまでに6日かかったとします。
このとき、自転の周期は何日でしょうか。
中央から縁までは、太陽を真上から見て、ちょうど4分の1周です。
4分の1周に6日かかったので、1周には、6日×4＝24日かかります。
答えは約24日です。
「中央から縁まで＝4分の1周」が、このタイプの問題の合言葉です。
よくある間違い
① 黒点が動いているのだと思ってしまう
黒点は、太陽の表面にくっついて、太陽といっしょに動いています。
黒点の動きが示しているのは、黒点ではなく、太陽の自転です。
「黒点が東から西へ動く」とは書かず、「太陽が自転している」と、理由まで答えるようにしましょう。
② 地球の自転と混同する
同じ日の中で、太陽が東から西へ動くのは、地球の自転による見かけの動きです。
一方、黒点が日ごとに少しずつ動くのは、太陽の自転によるものです。
「1日の中の動き」と「何日もかけた動き」を分けて考えましょう。
③ 黒点が黒い理由を「温度が高いから」と書く
黒点は、まわりより温度が低いから黒く見えます。
「黒いから低温」と、先に覚えてしまうのがおすすめです。
温度の数字は、表面が約6000℃、黒点が約4000℃です。
大きい順に並べると、中心部＞表面＞黒点です。
入試ではこう出る
入試では、黒点の観察記録を図にして、動きや自転を問う形がよく出ます。
次の図は、観察で、透明なシートに黒点の位置を写したものです。
図の右側は、1日目の黒点Aと、6日目の黒点Aを、同じシートに書いたものです。
6日目の黒点Aは、太陽の像の西の縁にあり、細長くつぶれた形になっています。
この図からは、次の2つのことが分かります。
- 黒点Aが東から西へ移動している → 太陽は自転している
- 西の縁で細長く見える → 太陽は球形をしている
また、観察のしかたも問われます。
太陽の観察では、望遠鏡で太陽を直接見てはいけません。
望遠鏡につけた投影板に太陽の像をうつして、記録用紙に黒点をスケッチします。
目をいためるおそれがあるので、ファインダーものぞいてはいけません。
練習問題
問1（基本） 太陽のように、自分で光や熱を出している天体を何といいますか。
問2（基本） 太陽の表面の温度と、黒点の温度は、それぞれおよそ何℃ですか。
問3（基本） 黒点が黒く見えるのは、なぜですか。
問4（入試レベル） 皆既日食のときに見える、太陽をとりまく高温のガスの層を何といいますか。
また、表面から炎のように噴き出すガスを何といいますか。
問5（入試レベル） 黒点が太陽の中央から西の縁まで動くのに7日かかりました。
この観察から、太陽の自転の周期はおよそ何日と考えられますか。
問6（記述） 太陽の黒点を何日か続けて観察すると、黒点は東から西へ移動し、縁に近づくほど細長く見えました。
この2つの結果から、太陽について分かることを書きなさい。
解答と解説
問1 答え: 恒星
自分で光や熱を出す天体が恒星です。
太陽は、私たちにいちばん近い恒星です。
問2 答え: 表面は約6000℃、黒点は約4000℃
黒点は、まわりの表面よりも低温です。
数字は、6000と4000の2つをセットで覚えます。
問3 答え: まわりの表面より温度が低いから。
温度が低いと出す光が弱くなるので、まわりより暗く見えます。
問4 答え: 高温のガスの層はコロナ、炎のように噴き出すガスはプロミネンス（紅炎）
どちらも、日食のときに見えることがあるので、セットで出題されます。
問5 答え: 約28日
中央から縁までは、太陽の4分の1周です。
4分の1周に7日かかるので、1周には、7日×4＝28日かかります。
式: 7×4＝28
問6 答え（例）: 黒点が東から西へ移動するので、太陽は自転している。
縁に近づくほど細長く見えるので、太陽は球の形をしている。
記述では、「何を見て（観察の結果）」「何が分かるか（結論）」を、セットで書くと得点になります。
1つ目の結果から自転、2つ目の結果から球形、と対応させて書きましょう。
まとめ
- 太陽は、自分で光や熱を出している恒星で、高温のガスのかたまり
- 温度は、中心部が約1600万℃、表面が約6000℃、黒点が約4000℃
- 黒点は、まわりより温度が低いから黒く見える
- プロミネンス（紅炎）は表面から噴き出すガス、コロナは外側をとりまく高温のガスの層
- 黒点が東から西へ動く → 太陽は自転している（周期は約1か月）
- 黒点が縁で細長く見える → 太陽は球形をしている
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高校受験ラボ・進学塾リードアップ代表の山田優輔です！
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