イントロ
太陽の誕生と水素核融合
重力収縮で生まれ、核融合で長く輝く段階を分ける
太陽の中心では水素の原子核が結び付き、ヘリウムになる核融合によってエネルギーが放出されています。 ガス雲の収縮から原始太陽ができ、中心で水素核融合が始まるまでを整理します。
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定義
太陽の核融合
- 教科書では
- 太陽の中心では水素の原子核が結び付き、ヘリウムになる核融合によってエネルギーが放出されています。
- 言いかえると
- 太陽の誕生初期には、ガス雲が重力で収縮し、位置エネルギーが熱へ変わって原始太陽が高温になりました。中心温度が十分上がると核融合が始まり、現在の太陽が長期間放出するエネルギーの主な源になりました。
要点
誕生時の加熱と現在のエネルギー源を分ける
重力収縮は原始太陽を形成し中心温度を上げる段階、核融合は水素からヘリウムへ変わりながらエネルギーを出す段階です。燃焼のように酸素で燃えているわけではありません。 資料では凡例・軸・観測条件を先に確認し、見えた事実とそこからの推論を別の文にして、結論の根拠がどの値や位置関係にあるかを示します。
- 1
ガス雲が重力収縮
- 2
中心温度が上昇
- 3
水素核融合が開始
- 4
現在の主なエネルギー源
手順
資料を判断する手順
- 1
ガスと塵の集まりを出発点にする
- 2
重力収縮で密度と温度が上がると考える
- 3
中心が核融合条件へ達する
- 4
水素からヘリウムへの核融合をエネルギー源とする
比較
| 対象 | 特徴・条件 | 判断の意味 |
|---|---|---|
| 重力収縮 | 誕生時の加熱 | 原始太陽形成 |
| 核融合 | 水素→ヘリウム | 現在の主なエネルギー源 |
| 化学燃焼 | 酸素との化学反応 | 太陽の主過程ではない |
対象重力収縮
- 特徴・条件
- 誕生時の加熱
- 判断の意味
- 原始太陽形成
対象核融合
- 特徴・条件
- 水素→ヘリウム
- 判断の意味
- 現在の主なエネルギー源
対象化学燃焼
- 特徴・条件
- 酸素との化学反応
- 判断の意味
- 太陽の主過程ではない
太陽形成の初期過程と、形成後に長く輝くエネルギー源を時間的に分けます。
例
- 場面
- 太陽が石炭のような化学燃料だけで現在の明るさを出すと、地球の年齢よりはるかに短い時間で燃料が尽きる計算になった。
- 順に考えると
- 化学反応では太陽が数十億年輝くエネルギーを説明できません。中心の高温・高密度で水素がヘリウムへ変わる核融合なら、質量の一部が大きなエネルギーとして放出され、長い寿命を説明できます。
- ここが結論
- 時間尺度の不一致から化学燃焼説を退け、核融合を主なエネルギー源と判断できます。
注意
太陽を酸素で燃える火の玉にしない
確認
確認テスト
Q1
現在の太陽の主なエネルギー源は何ですか。
まとめ
まとめ
- 1
太陽はガス雲の重力収縮から形成
- 2
収縮で中心温度が上がる
- 3
水素核融合が始まる
- 4
核融合は化学燃焼とは異なる
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