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2023年度 学院等開講科目 理学院 地球惑星科学系 地球惑星科学コース

宇宙地球科学特論B

開講元
地球惑星科学コース
担当教員
奥住 聡
授業形態
講義 (対面型)
メディア利用科目
-
曜日・時限
(講義室)
月5-6 (石川台2号館Ishikawadai Bldg. 2 307) / 木5-6 (石川台2号館Ishikawadai Bldg. 2 307)
クラス
-
科目コード
EPS.A411
単位数
200
開講時期
2023年度
開講クォーター
1Q
シラバス更新日
2025年7月8日
使用言語
英語

シラバス

授業の目的(ねらい)、概要

This course deals with the physics of gas and dust evolution in protoplanetary disks. Protoplanetary disks are gas disks surrounding young stars, and the solids in the disks are the building blocks of planets and other solid bodies. We will learn how micron-sized dust particles form kilometer-sized solid bodies called planetesimals.

到達目標

1) Understand the physical processes governing the evolution of gas and dust in protoplanetary disks, including the solar nebula
2) Become familiar with order-of-magnitude estimates --- how to understand physics underlying complex phenomena

キーワード

planet formation, protoplanetary disks, planetesimals, dust

学生が身につける力

  • 専門力
  • 教養力
  • コミュニケーション力
  • 展開力 (探究力又は設定力)
  • 展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

Each consists of a lecture and question time. In question time, students ask the instructor questions about the topic dealt with in the previous class.

授業計画・課題

授業計画 課題
第1回

Introduction

Understand the basic concepts of protoplanetary disks and planetesimals

第2回

Protoplanetary disks 1: Structure

Understand the structure of disks around young stars

第3回

Protoplanetary disks 2: Dynamics

Understand how protoplanetary disks evolves

第4回

Protoplanetary disks 3: Observations

Understand how dust particles move in gas disks

第5回

Particle motion in laminar protoplanetary disks

Understand the vertical settling and radial drift of dust

第6回

Particle motion in turbulence 1: diffusion

Understand the notion of diffusion

第7回

Particle motion in turbulence 2: collisions

Understand how turbulence induces particles' collision velocity

第8回

Mechanics of dust aggregates 1: theory

Understand how small grains stick together and form macroscopic bodies

第9回

Mechanics of dust aggregates 2: simulations and experiments

Understand how small grains stick together and form macroscopic bodies

第10回

Planetesimal formation 1: global dust evolution

Understand how dust grains grow and migrate in protoplanetary disks

第11回

Planetesimal formation 2: dust concentration

Understand how micron-sized dust grains form (and do not form) kilometer-sized solid bodies

第12回

Motion of particles around a planet(esimal)

Understand Hill's equation

第13回

Pebble accretion

Understand how large solid bodies accrete dust particles in gas disks

第14回

Synthesis

Understand outstanding issues in planetesimal formation studies

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため,教科書や配布資料等の該当箇所を参照し,「毎授業」授業内容に関する予習と復習(課題含む)をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

特に指定しない

参考書、講義資料等

Handouts will be provided.

成績評価の方法及び基準

Grades will be based on in-class discussion and/or reports.

関連する科目

  • EPS.A410 : 宇宙惑星物理学A
  • EPS.A413 : 宇宙惑星物理学D

履修の条件・注意事項

Basic knowledge of physics, astronomy, and the solar system