太陽質量

太陽質量（M☉）は天文学でよく使われる質量の単位_で、およそ2 × 10 ³⁰ kg  。これは太陽の質量とほぼ等しい。他の恒星、星団、星雲、銀河、ブラックホールの質量を示す際によく用いられる。より正確には、太陽の質量は以下の通りである。

太陽の質量は約地球の質量の333,000 倍( M 🜨 ) _、または木星の質量の1047倍（M _J）。

重力定数の値は、1798年にヘンリー・キャベンディッシュがねじり天秤を用いて行った測定から初めて導き出された。^{[ 2 ]}彼が得た値は現代の値とわずか1%しか違わないが、精度はそれほど高くなかった。^{[ 3 ]}太陽の日周視差は、 1761年と1769年の金星の太陽面通過中に正確に測定され、^{[ 4 ]}次のような値が得られた。9″（9秒角、現在の値と比較すると） 8.794 148 ″）。日周視差の値から、地球の幾何学から太陽までの距離を決定できます。^{[ 5 ] [ 6 ]}

太陽の質量の最初の推定値はアイザック・ニュートンによるものだった。^{[ 7 ] [ 8 ]}彼の著書『プリンキピア』（1687年）の中で、地球の質量と太陽の質量の比は約1:1であると推定した。28 700。後に彼は、自分の値が太陽までの距離を推定するために使用した太陽視差の誤った値に基づいていたことを突き止めた。彼は推定比率を1に修正した。『プリンキピア』第3版では169 282とされている。現在の太陽視差の値はさらに小さく、推定質量比は1:332 946 . ^{[ 9 ]}

太陽質量は、天文単位や万有引力定数が正確に測定される以前から、測定単位として用いられてきました。これは、太陽系内の他の惑星の相対質量や連星の質量の合計を、ケプラーの第三法則を用いて、惑星や恒星の軌道半径と公転周期から直接、太陽質量単位で計算できるためです。

太陽の質量は直接測定できないため、中心質量の周りを公転する小天体の公転周期の式を用いて、他の測定可能な要素から計算されます。 ^{[ 10 ]} 1年の長さ、地球から太陽までの距離（天文単位またはau）、および重力定数（G ）に基づいて、太陽の質量はケプラーの第3法則を解くことによって与えられます。^{[ 11 ] [ 12 ]}$${\displaystyle M_{\odot }={\frac {4\pi ^{2}\times (1~{\text{au}})^{3}}{G\times (1~{\text{yr}})^{2}}}.}$$

Gの値は測定が難しく、限られた精度でしか知られていません (キャベンディッシュの実験を参照)。標準重力パラメータと呼ばれる、物体の質量にGを掛けた値は、太陽やいくつかの惑星について、G単独よりもはるかに高い精度で知られています。^{[ 13 ]}その結果、太陽の質量は天文学の単位系における標準質量として使用されます。

太陽は、中心部で起こる核融合反応によって電磁エネルギーとニュートリノが放出され、また太陽風によって物質が放出されることによって質量を失っている。太陽は約(2–3) × 10 ⁻¹⁴ M _☉ /年。^{[ 14 ]}太陽が赤色巨星段階に入ると質量損失率は増加し、 赤色巨星の枝の先端に達すると、(7–9) × 10 ⁻¹⁴ M _☉ / 年になります。これは10に増加します。 漸近巨星分枝では年間^-6 M☉_{の割合で減少し}、太陽が惑星状星雲を生成するにつれて年間^10⁻⁵から10⁻⁴ ^M☉の割合でピークに達する。太陽が退化した白色矮星になる頃には、初期質量の46%を失っていることになる。 ^{[ 15 ]} 

太陽の質量は形成されて以来減少し続けている。これは、ほぼ同量の2つのプロセスによって起こる。まず、太陽の中心部では、水素が核融合、特に陽子-陽子連鎖反応によってヘリウムに変換され、この反応によって質量の一部がガンマ線光子の形でエネルギーに変換される。このエネルギーの大部分は最終的に太陽から放射される。次に、太陽の大気中の高エネルギー陽子と電子が太陽風とコロナ質量放出として直接宇宙空間に放出される。^{[ 16 ]}

太陽が主系列星になった時点での元の質量は依然として不明である。^{[ 17 ]}初期の太陽は現在よりもはるかに高い質量損失率を持っており、主系列星としての寿命の間に誕生時の質量の1～7%を失った可能性がある。^{[ 18 ]}

1太陽質量M☉_は、関連する単位に変換できます。^{[ 19 ]}

• 27,068,510 M☾（_月の質量）​
• 332,946 M _🜨 (地球の質量)
• 1,047.35 MJ（木星の質量_）​

一般相対性理論においては、質量を長さや時間の単位で表すことがしばしば有用である。

• M☉G / c² ≈ 1.48 km（太陽のシュヴァルツシルト半径_の半分^） 
• M _☉ G / c ³ ≈ 4.93  μs

IAU第1部会作業部会が挙げている太陽質量パラメータ（G M _{☉ ）には、以下の推定値があります。} ^{[ 20 ]}

• 1.327 124 420 99 (10) × 10 ²⁰  m ³ s ⁻² ( TCG互換)
• 1.327 124 400 41 (10) × 10 ²⁰  m ³ s ⁻² ( TDB互換)

• チャンドラセカール限界
• ガウス重力定数
• 桁数（質量）
• 恒星質量