[記事公開日]2016/02/19
[最終更新日]2016/04/09

太陽はガスの集合体なので緯度によって自転スピードが違い差動回転(微分回転)している

太陽はどのような自転をしているのか?

太陽も、地球と同じように自転していますが、太陽はどのような自転をしているのでしょうか?

実は、太陽は地球のような固体ではなくガスの集合体なので、緯度によって太陽の自転のスピードが違っているのだと言います。

太陽の自転スピードが緯度によって異なることは、地球からも観測することが出来ますので、太陽フレアや太陽黒点など、太陽面上の”模様”の変動を注意深く見ていれば、大体の実験式も得られるようです。

『太陽が自転していることはガリレオ・ガリレイが太陽黒点を観測中に確認』、こちらの記事の中でも書きましたが、はじめて太陽に望遠鏡を向けて観察したのはイタリアのガリレオ・ガリレイでしたが、ガリレオが望遠鏡で太陽を毎日観測した時、太陽表面にある黒点や黒点群が少しずつ東から西に位置を変えていることに気づいたと言います。

太陽表面にある黒点や黒点群が少しずつ東から西に位置を変えているというのは、地球から見ると、左側から右側へと位置を変えていることになります。

ガリレオは「黒点は太陽の左から顔を出して、右の方へ動いていく。」ということに気づき、太陽も自転していることを黒点移動によって発見したのです。

太陽も自転しているという点では地球と同じですが、太陽は地球のような固体ではなくガスの集合体なので、実は、太陽の緯度によって自転のスピードが違っているのだと言います。

これを、差動回転あるいは微分回転と言います。

 

太陽の自転は差動回転(微分回転)

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太陽は地球のような固体ではなくガスの集合体なので、太陽の緯度によって自転のスピードが違い、差動回転(微分回転)しています。

★差動回転(微分回転)

差動回転とは、主に天文学で、天体の各部分が異なる角速度で回転する様子を指す言葉であり、微分回転とも言います。

これに対して各部分が同じ角速度で一体となって回転することを剛体回転と呼びます。

流体や質点系と見なせる天体には差動回転(微分回転)しているものが多いようで、例えば、ブラックホールや中性子星などのコンパクト天体を取り巻く降着円盤や、円盤銀河、原始星の周りの原始惑星系円盤などでは、中心に近いほど大きな角速度で回転していると言います。

降着円盤では差動回転(微分回転)のために円盤を構成するガス同士の粘性で摩擦熱が発生して高温に加熱され、X線やガンマ線を放射しているようです。

太陽はガスの集合体なので差動回転(微分回転)しており、緯度によって自転周期が異なります。

また、太陽系の惑星の中にも、木星や土星などのガス惑星がありますが、木星や土星などにおいても、差動回転(微分回転)しているので、緯度によって自転のスピードが異なるようです。

 

太陽の自転スピードは赤道付近で約27日、極近くでは30日以上にもなる

太陽は差動回転(微分回転)しているため、緯度によって自転のスピードが異なりますが、具体的にどのくらい異なるのでしょうか?

太陽の赤道付近は約27日で1周していますが、これに対して、極の近くでは、1周するのに、何と30日以上もかかるそうです。

地球から見て、太陽の自転周期は、経験的に次のように表されると言います。

★太陽の自転周期

26.90+5.2(sin(緯度))2

例えば、緯度60度では、31日もかかるということになりますから、赤道付近では約27日で1周しているのと比較すると、かなりスピードが遅いということが分かります。

また、面白いことに、この自転のスピードは一定ではなく、太陽活動とともにわずかながら変化しているようです。

太陽活動が高くなる、すなわち、太陽黒点が増えると、自転のスピードが遅くなるのだと言います。

このことからも、太陽黒点の生成が差動回転(微分回転)に密接に関係していることが予想できるのだと言います。

 

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