2024年度学院等開講科目理学院物理学系物理学コース

天体物理学

開講元: 物理学コース
担当教員: 堂谷忠靖
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7-8 (W3-201(W321))
クラス: -
科目コード: PHY.F432
単位数: 100
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 3Q
シラバス更新日: 2025年3月14日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

本講義では、宇宙の様々な高エネルギー現象を取り上げ、その現象を支配する物理過程および放射機構について講義する。近年の宇宙観測の発展、とくにX線およびガンマ線観測の発展により、高エネルギー現象の理解は飛躍的に進んできている。様々な高エネルギー現象について、最新の観測成果と関連づけて講義する。また、現象の理解に必要な放射過程の基礎についても合わせて講義する。
これまでに学習した、力学、電磁気学、熱・統計力学、量子力学などの知識を活用し、最新の観測によって得られた高エネルギー現象を物理の観点から説明できるようになることが、本講義のねらいである。

到達目標

本講義を履修することにより、次の能力を習得する。
1) 宇宙における高エネルギー現象の背後にある物理について説明できる。
2) 最新の観測により明らかになった高エネルギー現象を説明できる。
3) 降着円盤での重力エネルギーの輻射への変換、衝撃波での運動エネルギーの輻射への変換について説明できる。

キーワード

宇宙、天体物理学、天体、天文、観測

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)
物理の基礎的な知識を応用し、宇宙で起きている様々な現象を理解できる専門力。

授業の進め方

講義は、スライドを用いた最新の観測成果の解説と、板書（もしくは等価な方法）による現象説明を併用して進める。使用するスライドは基本的に英語で作成する(部分的に和訳を含む)。講義は原則英語で進めるが、適宜日本語も併用する。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	観測的宇宙物理学の基礎	宇宙の階層構造、宇宙の記述に使われる単位系、天文学の基礎用語が説明できる
第2回	太陽風	太陽風の特徴をラバルノズルとの対比で説明できる
第3回	縮退星の構造	縮退した星の質量と半径の特徴的な関係を説明できる
第4回	放射過程の基礎	黒体放射、レーリー散乱、光電吸収について説明できる。
第5回	降着円盤	降着円盤の放射機構とスペクトルの特徴が説明できる
第6回	衝撃波の基礎	衝撃波面での物理量の変化を説明できる
第7回	超新星残骸	超新星残骸の進化（温度、密度、速度の時間変化）を説明できる。

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，参考書や配布資料等の該当箇所を参照し，授業内容に関する予習と復習を適宜行うことが望ましい。

教科書

特に無し

参考書、講義資料等

・坂下志郎、池内了、「宇宙流体力学」、培風館
・岡村定矩他編、「シリーズ現代の天文学(全17巻)」、日本評論社 (特に８、１２、１７巻)
・G.B. Rybicki & A.P. Lightman "Radiative Process in Astrophysics" (John Wiley & Sons, NY)

成績評価の方法及び基準

レポート課題で到達目標の達成度を評価する。基準は当学院の通常の基準に従う。Chat-GPTなどで回答を作成したと判断された場合は減点する。

履修の条件・注意事項

特に定めないが、関連する科目を履修していることが望ましい。

連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

堂谷忠靖, dotani.t.aa[at]m.titech.ac.jp

オフィスアワー

メールで事前予約すること