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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 理学部 宇宙物理学教室 恒星物理学 恒星物理学

恒星物理学 恒星物理学

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科目ナンバリング
  • U-SCI00 33308 LJ56
開講年度・開講期 2020・後期
単位数 2 単位
授業形態 講義
配当学年 3回生以上
対象学生 学部生
使用言語 日本語
曜時限 火2
教員
  • 前田 啓一(理学研究科 准教授)
授業の概要・目的 天文学全分野の基本となる,恒星・コンパクト天体の構造・進化について基本的な事項を講述する。20世紀に確立した古典的描像に加え,最近の発展についても随時触れる。授業においては、「自分の頭で考える」を重視し、適宜、頭を柔らかくするための課題を課す。そのことにより、単なる、結果として与えられた教科書的知識の理解にとどまらず、どのように学問が生まれ、進展してきたか、その過程を少しでも受講生が追体験し、深く理解することができるように配慮する。
到達目標 ・恒星やコンパクト天体の構造・進化の基礎理論を理解する。
・物理素過程からマクロな現象の性質を導く能力を習得し、個々の興味とする対象について考察できる能力を養う。
・天文学において理論研究が観測される現象の説明に用いられる考え方を習得する。
授業計画と内容 各項目をそれぞれ2-3週間で講述する。
1.恒星としての太陽
 ・太陽の諸定数,内部構造(静水圧平衡,放射輸送,エネルギー源, 安定性)
2.核反応と元素合成
 ・熱核反応(p-p chain, CNO cycle, 3-alpha 反応)
 ・元素合成(核融合反応と中性子捕獲,r過程,s過程元素)
 ・太陽ニュートリノ問題(Davis の実験,カミオカンデほか)
3.星の終末
 ・白色矮星(縮退圧,M-R関係,チャンドラセカール質量)
 ・中性子星(M-R関係,上限質量,内部構造,パルサー,強磁場中性子星, 核密度状態方程式)
 ・ブラックホール(概要,シュバルツシルド解とカー解,観測的進展)
4.星の進化論
 ・主系列星の特徴(理論HR図,主系列星のM-R関係)
 ・低質量星の進化(巨星,水平分枝,漸近巨星分枝,惑星状星雲)
 ・高質量星の進化(玉ねぎ構造,iron catastrophe,Ⅱ型超新星)
 ・超新星爆発(概要, ニュートリノ, 星の進化論との関連)
5.星団とHR図
 ・恒星の観測とHR図(スペクトル型,光度クラス,星団のHR図)
 ・恒星の脈動の物理(励起機構,セファイド,RR Lyrae)
6.連星系
 ・連星系のさまざまな分類,近接連星系の物理(ロッシュモデル,質量輸送)
 ・半分離型近接連星系(Algol型,激変星,X線連星系)
 ・興味深い連星系(連星パルサー、ブラックホールX線新星、重力波天体など)
履修要件 量子力学,基礎宇宙物理学(流体力学, 放射過程の基礎)の知識があることが望ましい.(必須ではないが、なければ理解が限定されてしまう.)
授業外学習(予習・復習)等 復習に際し、講義で省略した計算過程や式の導出を各自行うことを推奨する。また、講義で習得した物理過程や応用手法に基づき、各自で問題設定をして考察を加える演習を行うことを推奨する。
教科書
  • The Physical Universe, Frank Shu, (University Science Book), ISBN:0-935702-05-9
参考書等
  • 恒星, 野本憲一ほか(編), (日本評論社), ISBN: ISBN:978-4-535-60727-9
  • ブラックホールと高エネルギー現象, 小山勝二・嶺重慎(編), (日本評論社), ISBN: ISBN:978-4-535-60728-6
  • 元素はいかにつくられたか, 野本憲一(編), (岩波書店), ISBN: ISBN:978-4-00-011148-5