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英語版クイズをもとにAIで日本語で作成しました。出典は日本語版ウィキペディアにリンクしています。
太陽系の中心にある太陽は、全質量の99.8%を占める恒星です。直径は地球の約109倍、中心核の温度は1500万Kにも達し、水素をヘリウムに変える熱核融合で輝いています。 このクイズでは、太陽の構造と太陽風、黒点の周期、太陽風やヘリウムの発見史、そして約63億年後に訪れる太陽の未来までを出題します。 後半では、1997年に打上げられた土星探査機カッシーニを取り上げます。タイタンへの着陸、エンケラドゥスの地下海の発見、2017年の「グランドフィナーレ」まで、太陽系探査の名場面を確かめてみましょう。
全30問の答えと解説。クイズで遊ぶ
Q 01地球と太陽の平均距離をもとに定義される長さの単位は？
天文単位
正確には149597870700mで、2012年8月の国際天文学連合の決議で誤差±3mを除いて正確にこの値と再定義された。光では約8分19秒の距離である。
Q 02太陽の推測年齢は約何年？
約46億年
太陽は過去の超新星の残骸である星間物質から作られた種族Ⅰの星で、同じ星雲からは1000〜2000個程度の星が生まれて星団を形成したと考えられている。
Q 03太陽のギリシア語にちなんで名づけられた元素は？
ヘリウム
1868年の日食の際に太陽光スペクトルの中から未知の輝線として発見された。太陽大気の元素成分は、黒い吸収線の分析によって判明している。
Q 04約63億年後、中心核の水素を使い果たした太陽が入る段階は？
赤色巨星
外層は現在の11倍から170倍程度にまで膨張する一方、核融合の起きていない中心核は収縮を続ける。太陽は超新星爆発を起こすほどの質量は持っていない。
Q 05NASAと共同でカッシーニを開発した宇宙機関は？
欧州宇宙機関
カッシーニ・ホイヘンス・ミッションには欧米18カ国の科学者約260人が参画した。当初はガリレオ同様に小惑星へ接近する計画だったが、予算の都合で断念されている。
Q 06太陽内部で物質とほとんど反応せず宇宙へ放出される粒子は？
ニュートリノ
中心核で生まれたガンマ線は周囲のプラズマと相互作用を繰り返し、数十万年かけて太陽表面に達する。一方この粒子は、太陽中心部の現在の核融合反応を知る有効な手段になっている。
Q 07太陽系の全質量のうち、太陽が占める割合は？
99.8%
太陽は銀河系（天の川銀河）のありふれた主系列星の一つで、太陽系の全天体に重力の影響を与えている。口語では「日」や「陽」とも呼ばれる。
Q 08黒点上のコロナ周辺で数分から数十分続く、太陽の強力な爆発現象は？
太陽フレア
高さ1〜10万kmのフレアリボンという明るい帯状の光と強いX線を放ちながら、高エネルギー粒子を宇宙空間に放出する。1859年にはリチャード・キャリントンがそのスケッチを描いた。
Q 09探査機ホイヘンスが着陸した土星の衛星は？
タイタン
着陸後、機能停止するまでの3時間40分にわたり、大気の組成・風速・気温・気圧などの探査データをカッシーニ経由で地球へ送った。
Q 10便宜上、太陽の「表面」とされている層は？
光球
可視光で地球周辺から太陽を観察したときの視野角とおおむね一致するためで、太陽半径もこの層までの距離として定義される。厚さは約300〜600kmしかない。
Q 11太陽黒点の数が増減する「太陽周期」は約何年？
11年
1周期ごとに太陽磁場は反転するため、極性が一周する期間で考えれば22年周期とも言える。1755年から始まった周期を第1周期とする通し番号が付けられている。
Q 12太陽の直径は地球の直径の約何倍？
約109倍
半径は約70万km、直径は約140万kmである。質量は地球の約33.3万倍にほぼ等しく、約1.989×10の30乗kgにもなる。
Q 132017年9月、運用を終えたカッシーニ本体はどこへ突入した？
土星の大気圏
本体に付着している可能性のある微生物を衛星などに持ち込まないための処置だった。突入は日本時間19時32分で、これをもって20年に及ぶ運用が終了した。
Q 14太陽を取り囲むコロナの温度は約何K？
Q 21土星探査機カッシーニが土星の周回軌道に入ったのは西暦何年？
2004年
打上げは1997年10月15日で、ケープカナベラル空軍基地から行われた。土星到着までに7年近くを要し、運用は2017年9月まで続いた。
Q 22太陽風が銀河系の恒星間ガスと衝突する面を何という？
ヘリオポーズ
太陽風は110〜160auまで届く。この衝突面より内側が太陽圏（ヘリオスフェア）と定義されている。
Q 23太陽の中心核で1秒間にエネルギーへ変換される質量は？
430万トン
毎秒約3.6×10の38乗個の陽子が反応し、3.8×10の26乗ジュールのエネルギーが生まれる。TNT火薬に換算すると9.1×10の16乗トン分に相当する。
Q 24大量絶滅の原因として仮定された、太陽の未知の伴星の通称は？
約200万K
太陽半径の10倍以上の距離まで広がるプラズマ大気層である。輝度は太陽表面の100万分の1と低いため普段は見えないが、皆既日食の際には白いリング状に輝いて見える。
Q 15太陽の中心核の温度はどのくらいに達する？
1500万K
中心核の半径は約10万kmで太陽半径の約2割にあたり、圧力は2500億気圧に達する。密度は水の156倍で、太陽全体の2%ほどの体積に約50%の質量が詰まっている。
Q 16カッシーニの観測で液体の水の大規模な地下海の証拠が見つかった土星の衛星は？
エンケラドゥス
氷のプルームを活発に吹き上げていることも発見された。地下海の存在は、微生物が生息する太陽系で最も可能性の高い場所の1つであることを示唆している。
Q 17太陽のスペクトル型は？
G2V
金色に分類される型である。太陽は中心部の水素の50%程度を熱核融合で使っており、主系列星として存在できる期間の半分を過ぎたと考えられている。
Q 18カッシーニが木星付近で検証に成功した物理学の理論は？
一般相対性理論
太陽の近くをかすめるように電波を発射し、太陽の近くを通らない場合より到達に時間がかかることを証明した。重い天体の近くで時空が歪むというアインシュタインの理論と整合する。
Q 192017年4月にカッシーニが人類の探査機として初めて通過した場所は？
土星と環の間
2016年から始まった最後のミッションフェーズ「グランドフィナーレ」の一環で、土星の北極上空を通過してFリングのすぐ外を通る軌道を繰り返し周回しながら観測が行われた。
Q 20皆既日食の始まりと終わりに、紅色に見える太陽の層は？
彩層
太陽の見かけの縁のすぐ上にある厚さ約2000kmの層で、温度は約7000〜10000Kである。ここから来る光にはさまざまな輝線や吸収線が見られ、活発な太陽活動が観察できる。
ネメシス
1984年の2つの研究が、2600万年周期の大量絶滅を説明するために仮定した。しかしその後の研究で、この周期自体が統計上のアーティファクトだったことが示されている。
Q 25探査機カッシーニの総費用は約何億米ドル？
約34億米ドル
近年の惑星探査では最大規模の探査機となった。これ以降、NASAはディスカバリー計画のように低予算・軽量の探査機を打上げるようになっている。
Q 26コロナの未知のスペクトル線から、かつて提唱された架空の元素は？
コロニウム
実際には一般的な元素が高階電離状態で発するスペクトルだった。最も強い波長530.3nmの緑線は、軌道電子を13個失った鉄元素によるものと判明している。
Q 271951年、彗星の尾の観察から太陽風の存在を予測したドイツの学者は？
ルートヴィヒ・ビーアマン
彗星の尾が太陽光の圧力以外の何らかの力を受けていることが根拠だった。太陽風の成分は主にプロトンで、次いでアルファ粒子などのイオンと電子である。
Q 28コロナが超高温である謎をめぐり、1960年代まで主流だった説は？
音波加熱説
表面温度約6000℃に対しコロナは約200万℃もあり、太陽最大の謎とされた。1970年代のスカイラブ計画によるX線観測から、太陽磁場による加熱説が提唱されている。
Q 29歴史に残る最初の地動説を唱え、宇宙の中心を「火」とした人物は？
フィロラオス
紀元前500年頃の人物である。太陽を中心とする地動説は、その後サモス島のアリスタルコスが観測をもとに唱えた。
Q 30太陽と同じ星雲から生まれた「太陽の兄弟星」とされる恒星は？
HD 162826
HD 186302も同様に兄弟星とされている。太陽が生まれた散開星団は重力的な束縛がないため、45億年の間に散逸したと考えられている。