第15章太陽――ありふれた恒星The Sun: A Garden-Variety Star
Collaborative Group Activitiesグループで取り組もう
Have your group make a list of all the ways the Sun personally affects your life on Earth. (Consider the everyday effects as well as the unusual effects due to high solar activity.)
太陽が地球上でのあなた自身の暮らしに影響する、あらゆる仕方をグループで列挙しよう。日常的な影響だけでなく、太陽活動が活発なために起こる例外的な影響も考えること。
Long before the nature of the Sun was fully understood, astronomer (and planet discoverer) William Herschel (1738–1822) proposed that the hot Sun may have a cool interior and may be inhabited. Have your group discuss this proposal and come up with modern arguments against it.
英語のヒント
太陽の性質が十分に理解されるずっと以前に、天文学者であり惑星の発見者でもあるウィリアム・ハーシェル（1738〜1822年）は、高温の太陽にも冷たい内部があり、そこには生物が住んでいるかもしれない、と提案した。この提案をグループで議論し、現代の知識に基づく反論を考えよう。
We discussed how the migration of Europeans to North America was apparently affected by short-term climate change. If Earth were to become significantly hotter, either because of changes in the Sun or because of greenhouse warming, one effect would be an increase in the rate of melting of the polar ice caps. How would this affect modern civilization?
ヨーロッパ人の北米への移住が、短期的な気候変動の影響を受けたらしいことを説明した。太陽の変化によってであれ、温室効果による温暖化によってであれ、地球が大幅に暑くなれば、その影響の一つとして、極地の氷冠が融ける速さが増すだろう。これは現代文明にどう影響するだろうか。
Suppose we experience another Maunder Minimum on Earth, and it is accompanied by a drop in the average temperature like the Little Ice Age in Europe. Have your group discuss how this would affect civilization and international politics. Make a list of the most serious effects that you can think of.
地球が再びマウンダー極小期を経験し、ヨーロッパの小氷期のような平均気温の低下を伴ったとしよう。文明や国際政治にどのような影響が及ぶか、グループで議論しよう。考えられる最も深刻な影響を列挙すること。
Watching sunspots move across the disk of the Sun is one way to show that our star rotates on its axis. Can your group come up with other ways to show the Sun’s rotation?
黒点が太陽の円盤を横切る様子を見るのは、太陽が自転していることを示す方法の一つである。太陽の自転を示す別の方法を、グループで考えられるだろうか。
Suppose in the future, we are able to forecast space weather as well as we forecast weather on Earth. And suppose we have a few days of warning that a big solar storm is coming that will overload Earth’s magnetosphere with charged particles and send more ultraviolet and X-rays toward our planet. Have your group discuss what steps we might take to protect our civilization?
英語のヒント
将来、地上の天気と同じくらいうまく宇宙天気を予報できるようになったとしよう。そして、大きな太陽の嵐が到来し、地球の磁気圏を荷電粒子で満たし、より多くの紫外線やX線を地球へ送ってくる、と数日前に警告されたとする。私たちの文明を守るため、どのような対策を取れるかをグループで議論しよう。
Have your group members research online to find out what satellites are in space to help astronomers study the Sun. In addition to searching for NASA satellites, you might also check for satellites launched by the European Space Agency and the Japanese Space Agency.
天文学者が太陽を研究するのを助けるため、現在どのような衛星が宇宙にあるのか、グループのメンバーでオンライン調査をしよう。NASAの衛星を探すほかに、欧州宇宙機関や日本の宇宙機関が打ち上げた衛星も調べるとよい。
Some scientists and engineers are thinking about building a “solar sail”—something that can use the Sun’s wind or energy to propel a spacecraft away from the Sun. The Planetary Society is a nonprofit organization that is trying to get solar sails launched, for example. Have your group do a report on the current state of solar-sail projects and what people are dreaming about for the future.
英語のヒント
一部の科学者や技術者は、太陽風または太陽のエネルギーを利用し、宇宙機を太陽から遠ざかる方向へ推進する「ソーラーセイル」の製作を考えている。たとえば、惑星協会はソーラーセイルの打ち上げに取り組む非営利団体である。ソーラーセイル計画の現状と、人々が将来に向けて描いている構想について、グループで報告をまとめよう。
Review Questions復習問題
Describe the main differences between the composition of Earth and that of the Sun.
地球の組成と太陽の組成の主な違いを説明しよう。
Describe how energy makes its way from the nuclear core of the Sun to the atmosphere. Include the name of each layer and how energy moves through the layer.
太陽の核反応が起きる中心核から大気まで、エネルギーがどう移動するかを説明しよう。各層の名称と、その層をエネルギーがどう通るかを含めること。
Make a sketch of the Sun’s atmosphere showing the locations of the photosphere, chromosphere, and corona. What is the approximate temperature of each of these regions?
光球、彩層、コロナの位置を示す太陽大気の概略図を描こう。それぞれの領域のおよその温度はいくらか。
Why do sunspots look dark?
黒点はなぜ暗く見えるのか。
Which aspects of the Sun’s activity cycle have a period of about 11 years? Which vary during intervals of about 22 years?
太陽活動周期のどのような面が、約11年の周期をもつか。どのような面が約22年の間隔で変化するか。
Summarize the evidence indicating that over several hundreds of years or more there have been variations in the level of the solar activity.
数百年以上にわたって太陽活動の水準が変化してきたことを示す証拠をまとめよう。
What is the Zeeman effect and what does it tell us about the Sun?
ゼーマン効果とは何か。それから太陽について何がわかるか。
Explain how the theory of the Sun’s dynamo results in an average 22-year solar activity cycle. Include the location and mechanism for the dynamo.
太陽ダイナモの理論によって、平均22年の太陽活動周期がどう生じるかを説明しよう。ダイナモの場所と仕組みを含めること。
Compare and contrast the four different types of solar activity above the photosphere.
光球の上で起こる四つの種類の太陽活動を比較し、共通点と違いを述べよう。
What are the two sources of particles coming from the Sun that cause space weather? How are they different?
宇宙天気を引き起こす、太陽から来る粒子の二つの供給源は何か。それらはどう違うか。
How does activity on the Sun affect human technology on Earth and in the rest of the solar system?
太陽の活動は、地球や太陽系のほかの場所にある人間の技術に、どう影響するか。
How does activity on the Sun affect natural phenomena on Earth?
太陽の活動は、地球の自然現象にどう影響するか。
Thought Questions考えてみよう
Table 15.1 indicates that the density of the Sun is 1.41 g/cm3. Since other materials, such as ice, have similar densities, how do you know that the Sun is not made of ice?
表15.1によると、太陽の密度は1.41 g/cm³である。氷など、ほかの物質にも似た密度のものがあるのに、太陽が氷でできていないとわかるのはなぜか。
Starting from the core of the Sun and going outward, the temperature decreases. Yet, above the photosphere, the temperature increases. How can this be?
太陽の中心核から外側へ進むと、温度は下がる。ところが光球の上では、温度が上がる。これはどうしてだろうか。
Since the rotation period of the Sun can be determined by observing the apparent motions of sunspots, a correction must be made for the orbital motion of Earth. Explain what the correction is and how it arises. Making some sketches may help answer this question.
黒点の見かけの動きを観測すると太陽の自転周期を求められるが、地球の公転運動について補正が必要になる。どのような補正なのか、それがなぜ生じるのかを説明しよう。いくつか概略図を描くと、答えを考える助けになるだろう。
Suppose an (extremely hypothetical) elongated sunspot forms that extends from a latitude of 30° to a latitude of 40° along a fixed line of longitude on the Sun. How will the appearance of that sunspot change as the Sun rotates? (Figure 15.17 should help you figure this out.)
太陽の同じ経度線に沿って、緯度30°から40°まで伸びる、細長い黒点が生じたとしよう。これは極めて仮想的な想定である。太陽が自転すると、この黒点の見かけはどう変わるだろうか。図15.17が考える助けになるはずである。
The text explains that plages are found near sunspots, but Figure 15.18 shows that they appear even in areas without sunspots. What might be the explanation for this?
本文ではプラージュは黒点の近くに見られると説明しているが、図15.18では黒点のない領域にも現れている。これはどう説明できるだろうか。
Why would a flare be observed in visible light, when they are so much brighter in X-ray and ultraviolet light?
フレアはX線や紫外線ではるかに明るいのに、なぜ可視光で観測することがあるのだろうか。
How can the prominences, which are so big and ‘float’ in the corona, stay gravitationally attached to the Sun while flares can escape?
とても大きく、コロナの中に「浮かんで」いるプロミネンスが、太陽の重力に結び付けられたままなのに、フレアは逃げ出せるのはなぜだろうか。
If you were concerned about space weather and wanted to avoid it, where would be the safest place on Earth for you to live?
宇宙天気を心配し、その影響を避けたいとしたら、地球上のどこに住むのが最も安全だろうか。
Suppose you live in northern Canada and an extremely strong flare is reported on the Sun. What precautions might you take? What might be a positive result?
あなたがカナダ北部に住んでいて、太陽で極めて強いフレアが起こったと報告されたとしよう。どのような予防措置を取るだろうか。よい結果としては何が考えられるか。