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![理論的に予想される惑星の多様性
巨大ガス惑星
Hot Jupiter
惑星の質量 [ME]
巨大氷惑星
地球型惑星
軌道長半径 [AU]](https://image.slidesharecdn.com/20120118-120118192517-phpapp01/85/20120118-25-320.jpg)
20120118
- 1. 天文学概論（第1４回） 全体のまとめ ∼太陽系から宇宙論まで∼ 東京工業大学 佐々木貴教
- 2. 本講義で扱ったテーマ ❖ 太陽系（佐々木） ❖ 星惑星形成（佐々木） ❖ 系外惑星（佐々木） ❖ 銀河系・近傍銀河（松井） ❖ 初期宇宙と構造形成（石山） ❖ 宇宙論・超新星（高梨）
- 3. 宇宙の空間的拡がり 恒星（惑星系） 銀河群・銀河団 惑星 銀河 宇宙の大規模構造 サイズ小 サイズ大
- 4. 本講義で扱ったテーマ ❖ 太陽系（佐々木） ❖ 星惑星形成（佐々木） ❖ 系外惑星（佐々木） ❖ 銀河系・近傍銀河（松井） ❖ 初期宇宙と構造形成（石山） ❖ 宇宙論・超新星（高梨）
- 5. 太陽系の構成メンバー 地球型惑星 水星 金星 巨大ガス惑星 巨大氷惑星 地球 木星 天王星 火星 土星 海王星
- 6. 各天体の軌道 短周期彗星の巣 隕石の母天体
- 7. さらに遠くまで広がる太陽系 天文単位（AU） 太陽から地球までの距離 （約1億5000万km） 「オールトの雲」 ＝ 長周期彗星の巣
- 8. 探査機「はやぶさ」の軌跡 2003年5月 打ち上げ 2005年夏∼ 小惑星イトカワに到着 表面の観測 表面物質の資料採取 2010年6月 地球に帰還 2010年10月資料中から微粒子を検出！ 小惑星への到着＆帰還は工学実験探査機として快挙 小惑星の物質は太陽系の謎を解く鍵を与える！
- 9. 巨大天体衝突による月形成 原始地球に火星サイズの 原始惑星が衝突 飛び散った破片が地球の 周囲に円盤を形成 円盤中で月が誕生！
- 10. 生命を宿す可能性のある太陽系内天体 ＝液体(水)が存在する天体 火星 エウロパ （木星の衛星） タイタン （土星の衛星）
- 11. 本講義で扱ったテーマ ❖ 太陽系（佐々木） ❖ 星惑星形成（佐々木） ❖ 系外惑星（佐々木） ❖ 銀河系・近傍銀河（松井） ❖ 初期宇宙と構造形成（石山） ❖ 宇宙論・超新星（高梨）
- 12. 星形成の流れ 星の材料：宇宙に漂うガス（星間分子雲） （１）星間分子雲の収縮とコアの形成 星形成の （２）原始星の形成と成長 ３段階 （３）主系列星への進化 ・星は1個だけで生まれることは少ない ・数10個∼数100個の星が同時に生まれること が多い（星雲・星団） ・軽い星ほど多く生まれる
- 13. 様々な質量の星の一生 3 3
- 14. 惑星形成 原始惑星円盤内：塵 → 微惑星→ 原始惑星 → 惑星 巨大氷惑星形成 ©Newton Press
- 15. 原始惑星系円盤 分子雲コアの収縮 ! 重力と遠心力のつりあい ! 原始惑星系円盤が形成 原始星 T タウリ型星 分子雲コア 原始惑星系円盤
- 16. 微惑星の合体成長 数kmサイズの 微惑星が形成 ↓ 互いに衝突・合体 を繰り返し成長 暴走成長により 少数の微惑星が急成長 ↓ 火星サイズの 原始惑星が形成
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- 20. 本講義で扱ったテーマ ❖ 太陽系（佐々木） ❖ 星惑星形成（佐々木） ❖ 系外惑星（佐々木） ❖ 銀河系・近傍銀河（松井） ❖ 初期宇宙と構造形成（石山） ❖ 宇宙論・超新星（高梨）
- 21. 1995年 初めての系外惑星発見！ 1995 51 Pegasi b 46 発見者： M. Mayor & D. Queloz
- 22. 太陽系外惑星が続々と見つかる 2012年1月17日現在 発見数700個を超える！ 太陽系とは全く姿の異なる 異形の惑星たち！
- 23. 視線速度法 恒星が観測者に近づいたり 遠ざかったりする → ドップラー効果によって 星の色が周期的に変化 →恒星の速度の変化を観測 惑星質量の下限値のみが決定 中心星に近く質量の大きい惑星 ほど発見しやすい（選択効果）
- 24. トランジット法 惑星が恒星の前を通過する際に明るさが変化する → 周期的な明るさの変化（恒星食）を観測 惑星の正確な質量が求まる ＆大気成分が検出可能 惑星が恒星のちょうど前面を通過する確率は低い
- 25. 理論的に予想される惑星の多様性 巨大ガス惑星 Hot Jupiter 惑星の質量 [ME] 巨大氷惑星 地球型惑星 軌道長半径 [AU]
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- 27. 宇宙は地球であふれてる！？ 理論計算 観測 地球型惑星が大量に存在していることを示唆 恒星の 23% が 0.5∼2.0 M地球 の惑星を持つ！？
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- 30. 本講義で扱ったテーマ ❖ 太陽系（佐々木） ❖ 星惑星形成（佐々木） ❖ 系外惑星（佐々木） ❖ 銀河系・近傍銀河（松井） ❖ 初期宇宙と構造形成（石山） ❖ 宇宙論・超新星（高梨）
- 31. • 天の川の正体 • 銀河系（天の川銀河） 星の集まり • 銀河（天の川銀河） 太陽系が所属する銀河：約1000億個の星々からなる 棒状渦巻銀河・中心には巨大ブラックホール 前回の復習 • 天の川の正体 • 星の集まり • 銀河（天の川銀河） 銀河中心 25000光年 銀河中心 太陽系 25000光年 太陽系
- 32. 1. 様々な波長でみた天の川銀河 様々な波長で見た天の川 様々な波長でみた天の川 電波 赤外線 近赤外線 可視光線 X線・γ線
- 33. 天の川銀河の模式図 天の川銀河の模式図 大質量ブラックホール（太陽質量の100万倍以上） 銀河バルジ（星） 円盤（星＋星間ガス） 星は1011個程度 ダークハロー（ダークマター） ダークハローの質量は1011個程度
- 34. 前回の復習 銀河の種類：ハッブルの分類 • 銀河の種類（ハッブルの分類） 渦巻き銀河 楕円銀河 棒渦巻き銀河
- 35. 銀河衝突と爆発的星形成 銀河衝突と爆発的星形成 ２つの銀河が相互作用して，爆発的な星形成(スターバースト)と星 団形成が誘発される．最終的には楕円銀河のような銀河が残る． 映像：国立天文台4次元デジタル宇宙プロジェクト(4D2U) http://4d2u.nao.ac.jp/
- 36. 大質量ブラックホールの合体 大質量ブラックホール合体シナリオ 大質量ブラックホール 銀河 銀河合体 重力波放出 大質量ブラックホール合体 大質量ブラックホールが 銀河中心に落ちて行く
- 37. 本講義で扱ったテーマ ❖ 太陽系（佐々木） ❖ 星惑星形成（佐々木） ❖ 系外惑星（佐々木） ❖ 銀河系・近傍銀河（松井） ❖ 初期宇宙と構造形成（石山） ❖ 宇宙論・超新星（高梨）
- 38. ることがわかっている。 ビッグバン宇宙論 は宇宙初期の物質分布にもわずかな揺らぎが存在し 宇宙はビッグバンから始まり、その残光が宇宙マイ を意味している WMAP クロ波背景放射（CMB）である 僅かな揺らぎを核として、長い時間をかけて重力で 宇宙の大規模構造：初期の微少な揺らぎにより形成 COBE CMB 、現在観測されるような構造ができた 最新の観測はダークマターの存在を予言している WMAP CMB ( )20 WMAP
- 39. 現在の宇宙像 NASA/WMAP
- 40. 新の宇宙モデル 最新の宇宙モデル るもの 物質 ) 23% © WMAP 寄与 ・バリオン 4.6%：原子など目に見えるもの ・ダークマター 23%：重力のみはたらく ・ダークエネルギー 72％：宇宙膨張に寄与 %
- 41. 冷たい暗黒物質に支配された宇宙の構造形成 構造形成シミュレーション 宇宙初期に存在した小さな空間スケールの密度ムラが，重力により大きな構造へと合 体成長する(階層的合体成長)． 冷たい暗黒物質に支配された 宇宙の大規模構造形成 冷たい暗黒物質に支配された宇宙の構造形成 冷たい暗黒物質に支配された宇宙の銀河形成 宇宙初期に存在した小さな空間スケールの密度ムラが，重力により大きな構造へと合 体成長する(階層的合体成長)． 冷たい暗黒物質に支配された宇宙の銀河形成 映像：国立天文台4次元デジタル宇宙プロジェクト(4D2U) http://4d2u.nao.ac.jp/ 矢作日出樹(京都大学; N体シミュレーション) 長島雅裕（長崎大学; 銀河モデル） 宇宙の銀河形成 映像：国立天文台4次元デジタル宇宙プロジェクト(4D2U) http://4d2u.nao.ac.jp/ 映像：国立天文台4次元デジタル宇宙プロジェクト(4D2U) http://4d2u.nao.ac.jp/
- 42. 初代星 (Pop III) 初代星形成 © Hosokawa et al. 2011
- 43.
- 44. 本講義で扱ったテーマ ❖ 太陽系（佐々木） ❖ 星惑星形成（佐々木） ❖ 系外惑星（佐々木） ❖ 銀河系・近傍銀河（松井） ❖ 初期宇宙と構造形成（石山） ❖ 宇宙論・超新星（高梨）
- 46. 宇宙図の見方 ① 宇宙を見ることは、昔を見ること 遠方の天体ほど過去の姿 ② 見える宇宙と見えない宇宙がある 宇宙図のしずく型の部分が見えている宇宙 ③宇宙では、遠くの「距離」は要注意 光が到達するまでに宇宙は膨張する ④ 宇宙は「科学の眼」で見えてくる 宇宙を理解するには科学的思考が不可欠
- 47. 一般相対論的宇宙モデル アインシュタイン方程式 1 Rµ Rgµ + gµ = 8 GTµ 2 時空の歪み 宇宙項 物質の分布 主要な宇宙論パラメータ 宇宙の時空間 ハッブル定数 密度パラメータ （年齢や曲率） 減速係数 曲率係数 宇宙項 についての情報
- 48. 距離の梯子 年周視差 H-R図 セファイド型変光星 超新星 T-F関係・F-J関係 順番に遠い距離まで 物差しを伸ばす
- 49. Ia型超新星 距離の梯子として非常に便利な天体 (1) とても明るい！ → 遠くにあっても見える (2)どれもそっくり！ → 明るさから距離がわかる (3) 今も昔も一緒！ → 遠く（昔）の距離も測れる (4) 性質がわかっている！ 非常にレアな現象 → 安心して利用できる 1個/銀河/100年
- 50. 2011年度ノーベル物理学賞 2011 遠方超新星を用いた加速膨張宇宙の発見
- 51. 本講義で扱ったテーマ ❖ 太陽系（佐々木） ❖ 星惑星形成（佐々木） ❖ 系外惑星（佐々木） ❖ 銀河系・近傍銀河（松井） ❖ 初期宇宙と構造形成（石山） ❖ 宇宙論・超新星（高梨）
- 52. われわれはどこから来たのか われわれは何者か われわれはどこへ行くのか -Paul Gauguin