太陽について

質問

太陽に関する説明で理解できないところがありますので、見ていただけないでしょうか。

(1)黒点を毎日観測すると、東から西へ移動するのがわかる。その速度は赤道部で最大で、極に近づくほど遅くなる。これは、太陽が自転していること、また光球が固体でないことを示す。
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なんで「固体でない」なんて、そこまでわかるんでしょうか。

(2)太陽定数は.95cal/cm^2・min
太陽を中心とした半径１天文単位の球の表面では、太陽からこの太陽定数に等しいエネルギーを全面に受けるから、光球が１秒間に放出する全エネルギーはこの球の表面が１秒間に受ける全エネルギーに等しいと考えると、3.9*10^{28}Jとなる。
∴光球面は1m^2当たり１秒間に6.3*10^7Jのエネルギーを空間に放出している。
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この6.3*10^7Jの導出がわかりません。

回答No.1

shkwta · ベストアンサー

(1)こちらのページをご覧ください。
http://www.yutopia.or.jp/~yuzawa-e/rika-center/nasa/sunturn.htm
赤道付近の黒点は24日ほど、極付近の黒点は30日以上で一周します。もし太陽が固体なら、緯度に関係なくどの黒点も同じ周期で回転するはずです。

(2)太陽定数とは、地球付近（太陽から1AU[天文単位]の距離）で、太陽に向けた単位面積の面を単位時間に通過するエネルギーをいい、実際は定数ではなく変動するため太陽全放射量と呼ばれます。
＞太陽定数は.95cal/cm^2・min
これは1.95cal/cm^2・min だと思います。
SIに直すと(1 cal = 4.184 J)、1.36×10^3 J/(m^2・s) [ア]

1AU = 1.496×10^11 m なので、半径1AUの球の表面積は　4πr^2　を計算すると
2.812×10^23 m^2　[イ]

したがって、この球から外に出るエネルギー流量は、[ア]×[イ]となり、
3.82×10^26 J/s　[ウ]

太陽半径を 6.96×10^8 m とすると、太陽表面積は　6.09×10^18 m^2　[エ]

[ウ]÷[エ]を計算すると、太陽表面から単位面積・単位時間に放出されるエネルギーは、6.27×10^7 J/(m^2・s) となります。
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計算は上のようになりますので、ご質問の
＞3.9*10^{28}Jとなる。
は 3.8*10^{26}Jのまちがいだと思います。

お礼

ご指摘のとおり、打ち込みミスが何箇所かありました。申し訳ありません。

固体でないことは、緯度による黒点の速度変化に由来するわけですね。

ありがとうございました。