銀河考古学入門 ~銀河の形成と進化を辿る~ (ga130)

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Overview

 「銀河考古学」とは,銀河をその骨格である恒星に分離し,個々の恒星の性質に基づいて銀河の形成進化を追跡する天文学の一分野です。「考古学」と名づけられている理由は,古い年齢の恒星の性質,すなわちその化学組成や空間運動の特徴といった情報が,銀河の過去を知るための「化石」情報になっていて,銀河がどのような物理状態で形成されどのような進化を経てきたのかの履歴を保持しているからです。つまり,これらの情報はDNAのようなもので,銀河の過去を追跡するルーツとなるものです。この講座では,銀河考古学の基礎をわかりやすく解説します。
 第1週は,人類の銀河宇宙に関する世界観が如何に発展してきたかを学びます。その上で,銀河系の全体の動力学構造とそれを囲む銀河宇宙の世界を概観します。
 第2週は,銀河を構成する星の一般的な特徴とその進化と死について学びます。また,星は新しい物質の工場であり,その物質循環と銀河の進化との関係を理解します。
 第3週は,銀河系の古い恒星系の分析から導かれる,銀河系の形成と進化に関する現在の描像を学びます。さらに,アンドロメダ銀河や一般銀河の観測情報に基づいて,銀河形成の一般的な考え方を理解します。
 第4週は,このような銀河の動力学構造を支配するダークマターについて,その存在証拠や銀河形成に対する役割について学びます。そして,ダークマターの正体に関する現在の標準理論の問題と今後の展望について学びます。

 

Syllabus

Week1 銀河宇宙の世界

  • イントロダクション
  • 銀河考古学への招待
  • 宇宙観の発展:天動説から地動説へ
  • 宇宙観の発展:銀河系から島宇宙
  • 銀河系の姿:全体像
  • 銀河系の姿:星間ガスと星形成
  • 局所銀河群
  • 銀河団と宇宙の大構造
  • 銀河の回転
  • 銀河の渦状構造

 

Week2 星の生死と物質循環

  • イントロダクション
  • 恒星の世界
  • 星の色とスペクトル型
  • 星の色等級図
  • 星の化学組成と金属量
  • 星の構造:星はなぜ光るのか
  • 星の進化と死
  • 星の死と元素の起源
  • 銀河の物質循環と化学進化
  • 星から探る銀河の現在と過去

 

Week3 銀河の形成と進化

  • イントロダクション
  • 古い星の探査
  • 銀河系形成史観の進展
  • ハローの形成
  • 円盤部の形成:厚い円盤
  • 円盤部の形成:薄い円盤
  • バルジの形成
  • 銀河系衛星銀河の形成
  • アンドロメダ銀河の形成
  • 一般銀河の形成と進化

 

Week4 ダークマターと銀河

  • イントロダクション
  • 銀河のダークマター (I)
  • 銀河のダークマター (II)
  • 重力レンズ
  • 重力マイクロレンズによるダークマター探査
  • ダークマターの正体
  • ダークマターと銀河の形成
  • ダークマター理論が抱える問題
  • 古い恒星系から探るダークマターの正体
  • 大規模観測プロジェクトと今後の展開