炎はなぜ上に向かって伸びるの？

コハクろうそくの炎は、いつも上へ向かって伸びていますわね。なぜ横や下には伸びないのでしょう？

30秒でわかる答え

答えのかぎは、重力ですわ。

炎が上に伸びるのは、燃えて熱くなった気体がまわりの空気より軽くなり、重力のある地上では上へ昇るからです。そのあとへ下から新しい空気が流れ込み、炎は上向きのしずく形になります。重力をほとんど感じない宇宙船の中ではこの流れが起きず、炎は丸くなります。

上に向かって伸びるろうそくの炎 — 地上のろうそくの炎は、上にのびたしずく形になり、先の方が黄色く光ります。写真：domdomegg / CC BY 4.0 / ウィキメディア・コモンズ

熱い気体は軽くなる

ものが燃えると、炎とそのまわりの気体はとても熱くなります。NASAによると、炎の温度はおよそ2300ケルビン（約2000℃）、まわりの空気は約300ケルビン（約27℃）で、熱い気体の密度（同じ体積あたりの重さ）はまわりの空気のおよそ8分の1になります。軽くなった気体は、重力に引かれる冷たく重い空気に押し上げられるように昇っていきます。この上向きの力を浮力といいます。

下から新しい空気が入り込む

熱い気体が昇ると、その下へまわりの冷たい空気が流れ込みます。NASAは、ろうそくの炎の形は、軽い暖かい空気が上昇し、下から冷たい空気が入れかわることで生まれると説明しています。この上向きの流れに引っぱられて、炎は上にのびたしずく形になります。炎がゆらゆら揺れるのも、この流れが乱れるためです。

図：地上の炎と、宇宙船の中の炎

コハク下から新しい空気が入るので、炎は燃え続けられるのですね。

炎の先が黄色い理由

ろうそくの炎の先が黄色く明るいのは、すす（燃え残りの小さな炭の粒）が熱で光っているためです。NASAによると、地上では上向きの流れがすすを炎の先へ運ぶので、先の方が黄色く見えます。

宇宙では炎が丸くなる

宇宙ステーションのように重力をほとんど感じない環境（微小重力）では、熱い気体が昇る流れが起きません。スペースシャトルなどでの実験では、ろうそくの炎は球や半球に近い丸い形になり、すすの少ない青い炎になることが確かめられています。このとき酸素は、ゆっくり広がる「拡散」という動きで炎に届きます。

もっと知りたい

NASAが紹介したスペースシャトルでの実験結果では、十分に広い空間があれば、ろうそくは微小重力でも燃え続けられると結論づけられています。
ガスを吹き出して燃やす種類の炎では、微小重力の方が地上より背が高く幅も広くなり、すすが5〜8倍多くなるという結果も出ています。
NASAは、重力が地球の約6分の1の月面で、ものの燃え方を調べる実験（FM2）にも取り組んでいます。

コハク炎が上に伸びるのは、重力のある地上で、熱い気体が昇るから。宇宙では丸い炎になるのですわ。

3択クイズで確かめよう

炎が上に向かって伸びるのはなぜ？

答えを見る

熱い気体が軽くなって昇るから
火には上へ進む性質があるから
煙に引っぱられるから

熱い気体が軽くなって昇るから 燃えて熱くなった気体はまわりの空気より軽く、重力のある地上では上へ昇ります。宇宙船の中では、炎は丸くなります。

参考資料

Candle Flame – 1g vs MicrogravityNASA（英語）
Why NASA is studying flames in spaceNASA Science（英語）
Combustion ScienceNASA Glenn Research Center（英語）
Candle Flames in Microgravity: USML-1 Results - 1 Year LaterNASA Technical Reports Server（英語）

内容は 2026-10-03 時点で上の資料を確認して書いています。研究が進んで説明が変わることもあります。写真のクレジットは各写真の下にあります。