太陽の光は何年前に生まれたのか、中心から表面まで何万年

太陽の光は、表面から地球まで約8分19秒で届きます。ところが、そのエネルギーが太陽の中心で生まれてから表面に出てくるまでには、数万年から十数万年かかると見積もられています。一方、同じ中心で生まれるニュートリノという粒は、太陽をほぼ素通りして約8分20秒で地球に届きます。

01 わかっていること太陽の光はなぜ中心から出るのに時間がかかる？

太陽の中はガスがとても濃く、光は数ミリ進むごとに吸い込まれては別の向きに出し直されるからです。まっすぐ進めず、酔っぱらいの千鳥足のように少しずつしか外へ広がりません。

太陽の中心では、水素がヘリウムに変わる核融合でエネルギーが生まれます。中心の温度は約1570万度（モデルによる値）で、密度は水の約160倍です[6]。

中心のまわりの「放射層」では、エネルギーは光として運ばれます。ESAによると、光は数ミリ進むたびに吸収されて出し直され、放射層を通り抜けるのに約17万年かかります[4]。でたらめな向きに少しずつ進むこの動きを、ランダムウォークと呼びます。

放射層の外側の深さ約20万kmは「対流層」です[4]。ここでは熱いガスそのものが上下に動いて、エネルギーを表面まで運びます。

注意: 地球に届く光の粒（光子）は、中心で生まれた光子そのものではありません。途中で何度も吸収と放出をくり返すので、「何年前に生まれた光か」は、正確には「何年前に生まれたエネルギーか」という意味です。

02 どうやってわかったのか何万年という数字はどうやって出した？

光の旅の時間は、直接測ったものではなく、太陽の内部のモデルを使った計算です。そのため、計算の前提によって数万年から十数万年まで幅があります。

03 数字と例えでいうと中心から地球まで、光とニュートリノでどれだけ違う？

ニュートリノは中心から地球まで約8分20秒です。光のエネルギーは、表面に出るまでに約17万年（1992年の見積もり）かかり、その時間は地球までの8分20秒の約100億倍です（計算）。

太陽の半径（69万5700km）と地球までの平均距離（約1億4960万km）はNASAの資料の値です[6]。ニュートリノはほぼ光の速さで進むとして計算しました。

04 まだわかっていないこと光の旅の時間はなぜ1つに決まらない？

光の旅の時間は、太陽の中の密度や光の通りやすさの計算に左右され、直接は測れないため、1つの数字に決まっていません。何を「旅の時間」と数えるかでも答えが変わります。

• 見積もりの幅が大きい同じランダムウォークの考え方でも、光が1回に進む距離の置き方で、約3万年[5]から約17万年[1]まで変わります。太陽の内部のモデルが少し変わると、答えも変わります。
• 太陽の中心の成分はどこまで正しいかCNOサイクルのニュートリノの量は、中心にある炭素・窒素・酸素の量で決まります。論文は、これを使って中心の成分を直接測る道が開けたと書いており[3]、測定はこれからです。
• 対流層を抜ける時間対流層ではガスの動きでエネルギーが運ばれますが、この部分を通り抜ける時間について、この記事で示せる確かな数字は見つかりませんでした。

05関連する記事

06よくある質問

太陽の光は何年前に生まれたの？

地球に届く太陽の光のエネルギーは、中心で生まれてから表面に出るまでに数万年から十数万年かかったと見積もられています。1992年の研究とESAの説明では約17万年です。表面から地球までは約8分19秒です。

太陽の光が地球に届くまで何分かかる？

表面から地球までは約8分19秒です。地球までの平均距離約1億4960万kmを光の速さで割ると計算できます。今見ている太陽は約8分前の姿です。

ニュートリノはなぜ太陽からすぐ出てこられるの？

ニュートリノはほかの物質とほとんどぶつからない粒なので、濃いガスの中もほぼまっすぐ抜けられます。中心から表面まで約2.3秒、地球まで約8分20秒で届くと計算できます。

17万年という数字は確かなの？

直接測った数字ではなく、太陽の内部のモデルを使った計算です。光が1回に進む距離の置き方で、約3万年から約17万年まで見積もりが変わるため、幅のある数字として読むのが正確です。

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