太陽の黒点が黒いのはなんで？

中３天体の授業で生徒から質問がありました。
「黒点は温度が低いから黒く見える」というのは納得がいかない。なんで温度が低いと黒く見えるのか？
確かに、温度が低いから黒く見えるというのは全くあたりまでではないですね。私も気になって調べてみました。

【前提となる知識】
・太陽は黒体（電磁波を１００％吸収してしまう物体）。
・黒体の場合、実温度と色温度に相関がある。
・色温度（単位K：ケルビン）とは、表現しようとする光の色を、黒体から放射される光の色と対応させたもの。
・黒体は温度上昇と共に暗褐色から赤→オレンジ→黄色→白→青へと変化する。
※つまり、黒体である太陽の色は温度によって決まると言えそうです。

【黒点が黒く見えるのはなんで？】
上記の前提だけでは、まだ黒点が黒い理由にはなっていません。
実際、太陽の色温度は6000K程度（黄色）、黒点は4500K程度（橙色）。つまり、黒点の実際の色は橙色。ただし、太陽はあまりに明るいので遮光フィルタを入れないと観測ができないため、黒点部分は遮光フィルタで光が遮られて黒く見えている。

他に身近な黒体放射の例として、電球のフィラメントや炭が挙げられるそうです。炭の事例が子ども達には一番身近に感じられそうです（化学変化による光は、色温度と一致しないことも違いとして伝ええてあげると理解が深まりそうです）。

太陽に関しては、他にも色々な「なんで？」が浮かんできます。
①そもそもなぜ、太陽表面で温度差が生まれるのか？
②そもそもなぜ、太陽はなぜこんなに高温なのか？
③時間帯によって太陽の色が変わって見えるのはなぜか？

子ども達からの疑問は、私自身の追求テーマにもなります。一緒に追求する仲間として、色々な疑問を調査し、共有していきたいと思っています。

【参考】
太陽の黒点は黒い理由は温度が低いからだと
太陽黒点（ウィキペディア）
色温度（ウィキペディア）
太陽黒点とは？
黒体 「太陽は黒体に近い」という記述を目にし
黒体放射って何のこと？
太陽の光の色が変化して見えるわけ
黒点はなぜ黒いのか


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