太陽の重さは？

太陽を載せられるはかりはないので、質量はまわりを回る天体の速さから求めます。ニュートンが書き直したケプラーの第3法則によると、太陽の質量は4π²×a³÷(G×T²)。aは地球と太陽の平均距離、Tは1年の長さです。

数字を入れてみましょう。aは149,597,870,700m（1天文単位）、Tは365.256日、つまり約3,156万秒、Gは6.6743×10⁻¹¹m³/(kg・s²)です。結果は1.988×10³⁰kgで、NASAの値と4桁まで一致します。地球自身の質量は太陽の33万3,000分の1しかないので、ここではほとんど影響しません。

弱点はGです。惑星の軌道や探査機の追跡から、Gと太陽の質量の積は12桁ほどの精度でわかっていて、NASAのジェット推進研究所（JPL）は1.32712440041×10²⁰m³/s²としています。ところがG自体は約4万4,000分の1の精度でしかわかっていないため、キログラムで表した太陽の質量は5桁ほどの精度です。最初に推定したのはアイザック・ニュートンで、はじめは地球の質量を太陽の2万8,700分の1、のちに16万9,282分の1としました。現代の値は約33万2,900分の1です。

太陽は水素をヘリウムに変える核融合で輝いていて、できたヘリウムはもとの水素よりわずかに軽くなります。その差がエネルギーとして出ていきます。太陽の出力3.828×10²⁶ワットを光速の2乗で割ると、NASAの示す質量の変換率、毎秒426万トンになります。

それに加えて、太陽風が毎秒約1.3×10³⁶個の粒子を宇宙空間に吹き出していて、合計すると毎秒130万〜190万トン。両方合わせると、毎秒およそ600万トンです。

大量に聞こえますが、太陽にとってはほとんど誤差です。現在の核融合のペースで46億年輝き続けても、失う質量は約6.2×10²⁶kg。地球およそ100個分ですが、太陽のわずか0.03%です。太陽風が誕生以来運び去ったのは、もとの質量の約0.01%。若いころの太陽は太陽風が強く、生まれたときの質量の1〜7%を失った可能性があるとする研究もありますが、決着はついていません。

太陽の年齢は約46億年で、寿命の半分に少し届かないところです。クラウス＝ペーター・シュレーダーとロバート・コノン・スミスの太陽モデル（2008年）では、太陽は約100億歳で主系列を離れますが、そのときの質量は今とほとんど変わりません。

その後、太陽は膨らんで赤色巨星になり、外層がずっと速いペースで吹き飛ばされます。約76億年後の赤色巨星分枝の先端までに太陽質量の0.332倍を失い、残りは約1.33×10³⁰kg。引力が弱まって惑星の軌道は広がりますが、同じ研究によると、それでも地球は飲み込まれてしまいます。

最後に残るのは太陽質量の0.5405倍、約1.08×10³⁰kgの白色矮星です。今より46%軽くなります。