太陽の寿命や終わり方|起こり得ることと地球に与える影響

公開日: 2023/02/28

よく晴れた日、空には太陽がかがやいています。くもりや雨の日には太陽は見えませんが、太陽そのものが消えてなくなったわけではありませんよね。太陽はいつもわたしたちの頭の上にあります。

ところで、「太陽は燃えつきることはないの?」「太陽がなくなったらどうしよう…」と考えたことはありませんか?もしも太陽がなくなったら、地球はどうなってしまうのでしょうか。

この記事では、太陽の寿命について、また、もしも太陽が寿命を迎えたら、そのとき地球はどうなるのかについて説明します。

目次
太陽の年齢と寿命
太陽の中では何が起こっている?
寿命が近づいた太陽の中で起こり得ること
太陽が寿命を迎えると地球はどうなる?
太陽が寿命を迎えたときの地球への影響
太陽は地球の生命を育んでいる/太陽は地球の生命のみなもと

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太陽の年齢と寿命

太陽に年齢があるとすれば、今、何歳ぐらいなのでしょうか。また、太陽には寿命はあるのでしょうか。

・太陽の年齢

太陽が誕生したのはおよそ46憶年前。年齢にすると46億歳ということになります。

太陽は、宇宙にただようガスが集まってできました。宇宙空間では、星と星のあいだに、水素などのガスやちりが多く集まったところがあります。集まったガスやちりは引力によって回転しながらちぢみ、だんだん平たい円盤のような形になっていきます。中心には一番重いかたまりができ、まわりに薄いガスとちりの円盤ができます。この中心のかたまりが、太陽のもとになります。

中心のかたまりは大きな熱と圧力を受け、集まった水素ガスに火がついて光を放つようになります。こうして、光りかがやく太陽が誕生しました。

宇宙空間にはたくさんの星が光りかがやいています。自ら光を放つ星を「恒星(こうせい)」と呼びますが、太陽も恒星の仲間です。太陽は、水素ガスを燃料にして休みなく燃えつづけています。

・太陽の寿命

太陽にも寿命があります。太陽の寿命は100億年と考えられています。現在、太陽は46億歳ですから、およそ50憶年後に寿命を迎える計算になります。

太陽が寿命を迎えるのは、燃料となる水素ガスがなくなったときです。太陽がかがやいているのは、水素ガスを燃料にして燃えつづけているからです。しかし水素が少なくなると、燃える力がだんだん小さくなっていきます。

燃える力が弱まると、それまで保っていたエネルギーのバランスがくずれ始めます。太陽の温度は低くなり、その一方で体積は大きくなっていきます。大きくなって、ふくらみきった太陽の表面からはガスがはがれていき、核の部分だけが残ります。50億年後の太陽は、冷えきった小さな暗い星になっているのです。

太陽の中では何が起こっている?

太陽は巨大なガスの星です。大部分が水素ガスでできていて、その直径は地球の109倍もあります。太陽の中では水素ガスが燃えて熱と光を出しています。とても高温で、表面が6000度、中心は1500万度もあります。鉄を溶かす溶鉱炉でも1500度程度ですから、太陽では、鉄は融けるどころか、あっというまにガスになってしまいます。

燃えているといっても、たき火のように火をつけて燃やしているわけではありません。太陽の中では「核融合(かくゆうごう)」という反応が次々に起きて、ぼう大な熱と光を生み出しています。そのしくみを説明しましょう。

太陽の中では水素の粒(原子)がものすごいスピードで飛び回っています。そのスピードは1秒間に800キロメートル。飛び回る水素どうしがぶつかり合ったときには、ものすごい量の熱と光が出ます。水素1トンの核融合反応で出るエネルギーは、石油2000万トンを燃やしたときと同じくらいといいます。これが核融合反応です。

太陽はあらゆる方向にエネルギーを出しているので、地球に届くのはほんの一部、わずか22億分の1です。それでも、地球に45分のあいだに届く太陽エネルギーは、全世界で1年間に使われる電気や燃料と同じ量といわれています。太陽のエネルギーがいかに大きいかがわかりますね。

ところで、太陽はガスでできていると言いましたが、なぜガスが飛び散らずにいるのでしょう。これは、地球の28倍もある引力によってガスが引っぱられているからです。逆に、この強い引力によってつぶれてしまわないのは、中心部がとても高温なため、中心部のガスがいきおいよく膨張しようとするからです。中心に引っぱられる力と、膨張する力がちょうどつり合っているため、ガスでできた太陽が星の姿を保っていられるのです。

寿命が近づいた太陽の中で起こり得ること

太陽の寿命はあと50億年と言いましたが、ここではさらに詳しく、寿命が近づいた太陽でどんなことが起こるのか説明します。

水素は核融合反応によってエネルギーを出しますが、この反応で、水素原子はヘリウムというガスの原子に替わります。太陽で核融合反応が進んでいくと、中心にヘリウムがたまり続け、太陽はどんどん膨張します。このような状態の星を赤色巨星といい、そのころの太陽は今の200倍の大きさになります。

太陽が膨張する一方で、表面温度は下がりつづけます。さらに時間が進むと、膨張しつづけた太陽の表面からガスがどんどんはがれ、太陽の周囲をガスが取り巻いている「惑星状星雲」という姿になります。ガスはやがて宇宙空間に散らばっていき、最後には真ん中に核の部分だけが残り、白色矮(わい)星という姿になります。

白色矮星は地球ほどの大きさで、しばらくは余熱によって白く光っていますが、やがて冷えて光を失い、黒色矮星になると考えられています。
こうして、太陽の一生は終わります。

ところで、すべての恒星が太陽のように終わりを迎えるわけではありません。太陽より重い星が寿命を迎えると、赤色巨星よりも大きな赤色超巨星になり、最後は超新星爆発を起こします。超新星爆発によって、ガスは飛び散り、星はひときわ明るくかがやきます。飛び散ったガスは宇宙空間をただよって、再び星の材料になります。

超新星爆発のあとの姿も重さによって変わります。太陽の30倍以上の重さの星は、周りにあるものを何でも飲みこんでしまうブラックホールになります。それより軽い、太陽の8倍ぐらいの重さの星は中性子星(パルサー)になります。中性子星は、直径10キロメートルほどの体に太陽と同じ重さを持つ星で、脈を打つような電波(パルス)を発します。

太陽が寿命を迎えると地球はどうなる?

太陽が寿命を迎えたとき、地球はどうなるのでしょうか。

・太陽と地球の関係

太陽の周りには、たくさんの星がぐるぐると円をえがくように回っています。この空間を太陽系といいますが、地球も太陽系の中の1つの星です。地球は、太陽から1億5000万キロメートルの距離にあります。

地球は1年をかけて太陽の周りを一周します。回りながら、地球自身も1日に1回転します。太陽を向いている側は昼になり、反対側は夜になります。

地球が太陽を回るあいだ、回転する軸は少しかたむいています。このため、太陽を回る途中で太陽の方にかたむいたり、反対側にかたむいたりして、太陽の光の当たり方が変わります。夏は強い光が長時間当たり、冬は弱い光が短い時間しか当たりません。

このように、昼と夜があったり、季節があったりするのは、地球と太陽の位置が関係しています。

また、太陽の光は植物を育てます。地球上に酸素があるのは植物のおかげですが、植物が酸素をつくるのは太陽のおかげです。地球上のあらゆる生命は、太陽のおかげで生きているといえます。

太陽が寿命を迎えたときの地球への影響

太陽が寿命を迎えたとき、地球はどうなるのでしょうか?

太陽が寿命を迎えるのは、燃料になる水素がなくなるときです。
核融合反応した水素はヘリウムに替わります。太陽で水素が燃え続けると、水素が減っていく代わりにヘリウムが増えていきます。ヘリウムは太陽の中心にたまり続け、太陽はどんどん膨張していきます。

どんどん膨張する太陽は、しまいには今の200倍もの大きさになります。太陽系にある水星や金星をつぎつぎに飲みこみ、地球も飲みこまれてしまいます。

でもそうなる前に、地球上に大変化が訪れます。太陽は寿命を迎えるまでのあいだにも、少しずつですが、大きく、明るくなっていきます。太陽が今の2倍の明るさになるころには、強烈な熱と光で地球上の空気も海もすっかり干上がってしまうことでしょう。

太陽は地球の生命を育んでいる/太陽は地球の生命のみなもと

毎日、当たり前のようにある太陽にも寿命があることがわかりました。また、昼の明るさや夏の暑さが太陽に関係していること、そして、太陽のエネルギーが地球に届くから、わたしたち地球上の生物が生きていけるのだということも理解できたのではないでしょうか。

太陽のおかげで生きていられることがわかると、太陽が寿命を迎えて消えてしまうことに不安を感じるかもしれません。でも、人間の寿命はせいぜい100年。50億年後は遠い未来のことなので、あまり心配しないでくださいね。

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