第1 1 回 星・惑星系の誕生の現場
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第1 1 回 星・惑星系の誕生の現場. 東京大学教養学部前期課程 2013年 冬学期 宇宙科学 II 松原英雄(JAXA宇宙研). ほ し りん ね 星の輪廻. 放出されたガスは、再び 次世代の星たちの原料となる。. 輝く恒星. ガスが集まり 星が生れる. 超新星 爆発. ( STScI, JAXA 宇宙科学研究本部 ). 星の誕生の現場の例: 可視光でみた散光星雲 IC1396 (ケフェウス座). 可視光では中心の大きな星を取り囲む電離した水素ガスや、チリに散乱された大きな星からの光が星雲全体を光らせています。 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
第11回星・惑星系の誕生の現場
東京大学教養学部前期課程2013年冬学期 宇宙科学 II
松原英雄(JAXA宇宙研)
ガスが集まり星が生れる
放出されたガスは、再び次世代の星たちの原料とな
る。
ほ し りん ね
星の輪廻
超新星爆発
輝く恒星
( STScI, JAXA 宇宙科学研究本部 )
星の誕生の現場の例:可視光でみた散光星雲
IC1396 (ケフェウス座)
可視光では中心の大きな星を取り囲む電離した水素ガスや、チリに散乱された大きな星からの光が星雲全体を光らせています。
黒い「しみ」は吹き払われずに残ったチリの雲です。
「あかり」でみた IC1396(中間赤外線)
「あかり」が捉えた新しい星の誕生の現場
分子雲から星へ星の原料が集まりはじめると重力が強くなり、
さらに星間ガスが集積する
10万年
原始惑星系円盤集まるガスは、ある方向に回転していることが多く、そのために、集まったガスは円盤状になる。
3万年
このような若者星は、エネルギーをもてあまして、
外に向かってジェットを発生する
その結果、そのジェットはまわりのガスを
吹き飛ばし、だんだんと星が見えてくる。
その間、円盤から惑星系が形成される。
(SCScI)
ガス円盤が影になって見える例
オリオン大星雲を背景としてみえたうまれたばかりの星々。( STScI)
分子雲から星へ
• T タウリ型星:核融合の起こる前の重力エネルギーの解放で光っている段階
T タウリ型星の想像図
• T タウリ型星の特徴– 赤外線超過(ダス
トからの熱放射)– Hα 等の輝線(高温
領域の存在)
原始星
T タウリ型星
SED による原始星の分類 (1)SED: Spectral Energy Distribution
Andre (1994) ‘Cold Universe’
SED による原始星の分類 (2)SED: Spectral Energy Distribution
惑星系の形成シナリオ(太陽質量の星の)
(a) 分子雲コアの収縮
• 原始星と原始惑星系円盤の形成– 原始円盤:大きな角運動量を持ったガス– 分子流(アウトフロー)が活発
(b) 降着円盤を通して原始星が成長
• 円盤の質量は、0.01太陽質量まで減少
• 観測的診断方法– 赤外線:円盤(表面)の温度、ダスト鉱物学– サブミリ波: 円盤質量– ミリ波分子線( CO, HCO+. CN, HCN,
・・・)
(c) 円盤中心面へダストが沈殿
• 中心星は、 T タウリ型星段階
• 微惑星の形成– ダスト密度が上昇するとお互いに衝突しやす
くなり、ダストの合体成長が進む(微惑星の形成)
– ダストの吸収係数: b=0-1.5 (粒子サイズが大きくなるため
(d) 微惑星の衝突・合体 原始惑星へ
• 「寡占的成長」により原始惑星が誕生– 0.1 地球質量@地球のあたり (~ 106 yrs )– 2地球質量@木星のあたり (~ 107 yrs)
(e) 円盤ガスの降着 木星型惑星が形成
• 中心星は活動がおとなしくなった T タウリ型
• 原始惑星は、地球程度の質量に(岩石主体)– 円盤ガスが降着し、ガス惑星が誕生。木星以遠では、氷も材料
Z
第11回の問題
問 11. 太陽質量の20倍の大質量星を考える。この星の光度は、太陽の 105倍である。
(1) 光度 Lの星から、距離 rにおける放射圧は で与えられる。 r =10AU での放射圧を求めよ (単位: N/m2) 。
(2) 上で求めた放射圧によって直径 1mm の球形の塵(密度 4g/
cm3) が得る加速度 を求めよ(単位 m/s2) 。ここで塵は光を吸収せず全て反射するものとする。また、これより塵が小さくなると加速度はどうなるか?
(3) 質量Mの星から距離 rでの重力加速度は で与えられる。 (2) で計算した加速度 と、 を比較せよ。
cr
Lpph 24
2r
GMgM
pha
pha Mg
1 AU(天文単位)= 1.496×1011 m太陽光度= 3.83×1026 W 光速 c = 2.9979×108 m/s太陽質量= 1.99×1030 kg 重力定数 G=6.6743×10-11 N m2 kg-2