彩層を語る。

彩層とは

太陽のギラギラと光輝く部分を光球という。
その周囲を取り囲む薄いガスの層が彩層である。

彩層の光は、光球に比較して非常に弱い。
このため肉眼で彩層を見ることはできない。

彩層の厚さは2000kmから3000km程度である。
光球を包み込んでいる非常に薄い透明の層が、彩層のイメージだ。

皆既日食のとき、光球が月によって隠される。
このため、普段見えない彩層が、月を取り巻くリングのような姿を見せる。

この彩層の外側に広がるのがコロナだ。
彩層とコロナの間には、転移層という薄い層がある。

彩層は赤い色をしているが、光球の光が強すぎるため通常は肉眼で見ることはできない。
皆既日食のときには、光球の光が月によってシャットアウトされるので、月のシルエットの周囲に彩層を確認することができる。

彩層は非常に高温である。
このような高温のもとでは、水素原子は波長656.281nmの光を放つ。
この光はHα線ともいい、赤い色をしている。
彩層の赤い色は、このHα線の色なのだ。

Hα線のみを透過するフィルターを用いれば、日食時でなくても彩層を観測することができる。
彩層を見難くする余分な光がカットされるからだ。

Hα線で撮影した太陽、見えている像が彩層
出展：Osservatorio Astronomico di Roma

彩層の温度分布は興味深い。
光球表面の温度は6000Kである。

ところが、光球表面から500kmの高さでの彩層の温度は4500Kである。
ここが彩層で最も低温な場所なのだ。
この層を彩層から独立させ、特に低温層とよぶ場合もある。

低温層より上側の彩層の上部では、温度が急激に上昇する。
光球表面から2000kmの高さでは、彩層の温度は20000Kに達するのだ。
この高熱の刺激を受けて、彩層中の水素がHα線を発する。
これが、彩層の赤い色なのだ。

彩層は非常に活動的なエリアである。
フレアやプロミネンスは彩層で発生する。
ここでは、彩層で発生する現象を解説する。

彩層の一部がコロナ中に吹き上がる現象をプロミネンスという。
紅炎とも言う。

プロミネンスは、皆既日食のときに、太陽の周辺からチラチラと赤い炎のように肉眼でも見えるようになる。
Hα線のみを選択的に透過するフィルターを利用すれば、日食時でなくてもプロミネンスを確認することができる。
[..さらに詳しく見る..]

光球面上に黒い線状の模様が見える場合がある。
これをダークフィラメントという。

プロミネンスが光球の手前にあると、光球の光を吸収する。
その結果、暗く見えるのがダークフィラメントだ。
プロミネンスとダークフィラメントは本質的に同一のものである。
[..さらに詳しく見る..]

彩層の表面からは、ガスがスパイク状のトゲトゲとなって噴出している。
これをスピキュール[spicules]という。
スピキュールは炎のようにユラユラと揺れ動くように見える。
スピキュールの高さ1万kmにも達する。

ガスは秒速30km位で吹き上げるが10分程度しか持たない。
持続時間の短い現象なのだ。

ヘリウム発見のきっかけとなったのは、彩層の光であった。
インドで皆既日食を観測していたヤンセン[Pierre Janssen]が、彩層のスペクトルの中に587.49ナノメートルの波長を確認した。(1868年8月)

この波長はナトリウムのスペクトルに近い。
そのため、当初は彩層中にナトリウムが存在すると予測された。

その約2か月後、ロッキー[Norman Lockyer]が太陽スペクトル中に、同じ波長を確認した。
この波長は、それまでに知られていたどの元素のスペクトルとも一致していない。
このことからロッキーは、未知の元素が太陽だけに存在し、その元素が587.49ナノメートルの波長を放っていると考えた。

この未知の元素はヘリウムと名付けられた。
ヘリウムは、太陽を意味するギリシア語ヘリオス[helios]に由来する。

なお、ヘリウムが持つ587.49ナノメートルの波長にはD₃線と名前を付けた。
すでに知られていたナトリウムのD₁線、D₂線に波長が近いからである。

1895年、ラムゼー[Ramsay]がクレーブ石(ウラン鉱石の一種)からD3線を放つガスを分離し、後日それがヘリウムによるものであることが判明した。
太陽の名を持つ元素ヘリウムは、地球上でも確認されたのである。

太陽以外の恒星でも、彩層がある。

オリオン座のベテルギウスの彩層は発達している。
ベテルギウスの彩層は非常に大きい。
その厚みは、ベテルギウスの半径の50倍にも及ぶ。

2008/08/16
2008/11/19