恒 星 葛飾区郷土と天文の博物館 天文学入門講座 第５回 担当 高梨直紘

0.　はじめに 【 天文学とはどんな学問か 】

0.　はじめに 【 様々な恒星 】

【 古代日本の宇宙観 】 0. はじめに 天上界 ツツ 地上界 “ほしはすばる。ひこぼし。ゆふづつ。よばひぼし、すこしをかし。” 0.　はじめに 【 古代日本の宇宙観 】 天上界 ツツ 地上界 “ほしはすばる。ひこぼし。ゆふづつ。よばひぼし、すこしをかし。” 「枕草子」254段より

0.　はじめに 【 すばる 】

0.　はじめに 【 アンドロメダ銀河の球状星団 】

【 Protoplanetary Disk 】 0.　はじめに 【 Protoplanetary Disk 】

0.　はじめに 【 M2-9 】

0.　はじめに 【 NGC3132 】

0.　はじめに 【 太陽と恒星 】 太陽 恒星 惑星 衛星 太陽は恒星のひとつに過ぎない

１.　恒星を分類する

１.　恒星を分類する 【 北斗七星を眺める 】

１.　恒星を分類する 【 明るさはなぜ違う？ 】

【 星の明るさはなぜ違う？ 】 １. 恒星を分類する ２倍の距離 → 明るさは1/4倍 ３倍の距離 → 明るさは1/9倍 １.　恒星を分類する 【 星の明るさはなぜ違う？ 】 ２倍の距離 → 明るさは1/4倍 ３倍の距離 → 明るさは1/9倍 明るさは距離の二乗に反比例する

１.　恒星を分類する 【 再び北斗七星 】

１.　恒星を分類する 【 色と明るさ 】 どうやったら区別できる？

１.　恒星を分類する 【 色は何を表す？ 】 低温 暗い 高温 明るい

１.　恒星を分類する 【 色は何を表す？ 】 ベテルギウス リゲル

１.　恒星を分類する 【 スペクトル型 】 O B A F G K M 星の“温度”を表す指標

【 ワークシート 】 １. 恒星を分類する HR図をつくってみよう！ 明るい 星の明るさ（絶対等級） 暗い B A F G K M 青い １.　恒星を分類する 【 ワークシート 】 HR図をつくってみよう！ ・データを図上にプロットして下さい ・わからないことはスタッフにどうぞ 明るい 星の明るさ（絶対等級） 暗い B A F G K M 青い 赤い スペクトル型

【 HR図 】 １. 恒星を分類する 青色超巨星 ・明るくて青い星 ・暗くて赤い星 星の明るさ（絶対等級） ・明るくて赤い星？ 赤色巨星 １.　恒星を分類する 【 HR図 】 青色超巨星 ・明るくて青い星 ・暗くて赤い星 ・明るくて赤い星？ ・暗くて青い星？ 星の明るさ（絶対等級） 赤色巨星 主系列星 白色矮星 スペクトル型

１.　恒星を分類する 【 ここまでのまとめ 】 ・青い星ほど表面温度が高く、赤い星ほど低い ・HR図に描くと、恒星の種類を分類ができる

２.　星の一生

【 星は永遠か？ 】 ２. 星の一生 星にも寿命がある ・太陽は水素の核融合で光る ・太陽の質量は無限ではない ２.　星の一生 【 星は永遠か？ 】 ・太陽は水素の核融合で光る ・太陽の質量は無限ではない 星にも寿命がある ・水素95.1% ヘリウム4.8% ・1,900,000,000,000,000,000,000,000,000,000kg

【 星の一生 】 ２. 星の一生 熱を持ち始める 原始星 ・重力エネルギーを熱源に光る 安定的な燃焼へ 主系列星 ・太陽 不安定な燃焼へ ２.　星の一生 【 星の一生 】 熱を持ち始める 原始星 ・重力エネルギーを熱源に光る 安定的な燃焼へ 主系列星 ・太陽 不安定な燃焼へ 赤色巨星 ・巨大化、変光も 残り火 白色矮星 or 超新星 ・星の重さによる

【 星の一生 】 ２. 星の一生 熱を持ち始める ・重力エネルギーを熱源に光る 安定的な燃焼へ ・太陽 不安定な燃焼へ ・巨大化、変光も ２.　星の一生 【 星の一生 】 熱を持ち始める ・重力エネルギーを熱源に光る 安定的な燃焼へ ・太陽 不安定な燃焼へ ・巨大化、変光も 残り火 ・星の重さによる

２.　星の一生 【 星が誕生するまで 】

【 星の誕生 】 ２. 星の一生 ・星は分子雲から生まれる ・主成分は水素分子 ・温度は１０K（=マイナス263℃） ２.　星の一生 【 星の誕生 】 ・星は分子雲から生まれる 　・主成分は水素分子 　・温度は１０K（=マイナス263℃） 　・濃く集まると、分子雲コアができる → 星の誕生へ 大きさ 密度 (個/cc) 質量 (太陽質量) 分子雲 10pc 102-104 10-100 分子雲コア 0.1pc ~105 0.3-10 宇宙空間(平均) - 1 地球大気 ~1019 100,000,000,000,000,000,000個：地球大気 100～10000個：分子雲

２.　星の一生 【 分子雲 】 オリオン座 可視光 電波

２.　星の一生 【 分子雲コア 】 馬頭星雲 濃く集まったチリやガスが光を隠す

２.　星の一生 【 分子雲コア 】 M16 わし星雲（へび座）

２.　星の一生 【 星が誕生するまで 】

２.　星の一生 【 HH天体 】 ・　ハービッグハロー天体 ・　原始星の上下からジェット

２.　星の一生 【 HH天体 】

２.　星の一生 【 星が誕生するまで 】

２.　星の一生 【 Tタウリ星 】 ・　原始惑星系円盤をもつ ・　着火してダストを吹き飛ばすと、主系列星に

２.　星の一生 【 Tタウリ星 】

【 主系列星 】 ２. 星の一生 ・ 星の一生の大部分は主系列星 →ほとんどの星は主系列星 ・ 安定的な水素の燃焼 ２.　星の一生 【 主系列星 】 ・ 星の一生の大部分は主系列星 　→ほとんどの星は主系列星 ・ 安定的な水素の燃焼 ・ 水素からヘリウム、酸素、炭素などを作る

【 赤色巨星 】 ２. 星の一生 ・ 赤く、大きな星 ・ 不安定な水素の燃焼 →脈動変光星（ミラ型など） ・ 外層から質量を放出 ２.　星の一生 【 赤色巨星 】 想像図 ・ 赤く、大きな星 ・ 不安定な水素の燃焼 　→脈動変光星（ミラ型など） ・ 外層から質量を放出 　→外層は惑星状星雲に 　→中心核は白色矮星に アンタレス ベテルギウス

２.　星の一生 【 惑星状星雲 】 ・ 放出された外層が光っている ・ 中心には白色矮星

２.　星の一生 【 惑星状星雲 】

２.　星の一生 【 惑星状星雲 】

２.　星の一生 【 惑星状星雲 】

２.　星の一生 【 惑星状星雲 】

２.　星の一生 【 惑星状星雲 】

【 白色矮星 】 ２. 星の一生 ・ 白く、小さな星（地球サイズ） ・ 非常に重い（太陽程度） ・ 太陽程度の軽い星の余生 ２.　星の一生 【 白色矮星 】 ・ 白く、小さな星（地球サイズ） ・ 非常に重い（太陽程度） ・ 太陽程度の軽い星の余生 ・ 外層を失い、芯だけが残る ・ 徐々に熱を失い、冷えてゆく

【 中性子星 】 ２. 星の一生 ・ 非常に小さな星（月サイズ） ・ 非常に重い（太陽程度） ・ 太陽より重い星の余生 ２.　星の一生 【 中性子星 】 ・ 非常に小さな星（月サイズ） ・ 非常に重い（太陽程度） ・ 太陽より重い星の余生 ・ 高速で回転している ・ パルサーとして観測されるものもある →もっと重い星はブラックホールに

２.　星の一生 【 HR図 】 青色超巨星 HR図は星の進化図だった 星の明るさ（絶対等級） 赤色巨星 主系列星 白色矮星 スペクトル型

２.　星の一生 【 ここまでのまとめ 】 原始星 分子雲 主系列星 超新星 赤色巨星 白色矮星 重い星 軽い星

３.　恒星の諸相

【 二重星 】 ３. 恒星の諸相 アルビレオ （はくちょう座） ？ 重星 見かけ上、並んで見えるペア 連星 見かけだけでなく、実際に近いペア ３.　恒星の諸相 【 二重星 】 アルビレオ （はくちょう座） ？ 重星　見かけ上、並んで見えるペア 連星　見かけだけでなく、実際に近いペア 　　　　　→実視連星と分光連星 [重星観察のポイント] 色から連星と重星の見分けが付くかも？ （赤い星は暗い＆青い星は明るい）

３.　恒星の諸相 【 変光星 】 食変光星 アルゴルなど 脈動変光星 ミラ型、セファイド型など 星が不安定な状態の時に変光する

３.　恒星の諸相 【 変光星 】 食変光星 アルゴルなど 脈動変光星 ミラ型、セファイド型など 星が不安定な状態の時に変光する

３.　恒星の諸相 【 散開星団 】 ・星が群れているところ ・若い星が集まっている 　→同じ分子雲から生まれた？

３.　恒星の諸相 【 球状星団 】 ・星が多く集まっている場所 ・非常に古く、老齢の星が集まっている ・赤い星が多い ・白色矮星は？

３.　恒星の諸相 【 球状星団 】 ・ハッブル宇宙望遠鏡で観測 ・白色矮星が大量に見つかる！

３.　恒星の諸相 【 新星 】 ・突然、明るく輝く星 ・繰り返し爆発するものもある

【 超新星 】 ３. 恒星の諸相 一生の最後で起こす大爆発 大別して２つタイプがある [重力崩壊型超新星] Ib型、Ic型、II型 ３.　恒星の諸相 【 超新星 】 一生の最後で起こす大爆発 大別して２つタイプがある [重力崩壊型超新星] Ib型、Ic型、II型 　重い星の最後の大爆発 　中心核に外層が落ち込んで爆発 ・ すごい明るいものもある ・ 明るさが一定ではない

【 超新星】 ３. 恒星の諸相 一生の最後で起こす大爆発 大別して２つタイプがある [炭素核爆発型超新星]Ia型 白色矮星の爆発 ３.　恒星の諸相 【 超新星】 一生の最後で起こす大爆発 大別して２つタイプがある [炭素核爆発型超新星]Ia型 白色矮星の爆発 　星全体が爆発 ・ -19等程度（太陽の１千億倍） ・ 明るさがどれもほぼ一定

【 Ia型超新星 】 Ia型超新星 ３. 恒星の諸相 白色矮星＋巨星 巨星からガスが降り積もる ↓ 限界を超えると爆発する ３.　恒星の諸相 【 Ia型超新星 】 白色矮星＋巨星 巨星からガスが降り積もる ↓ 限界を超えると爆発する Ia型超新星 爆発する時の質量が一緒　→　明るさが同程度になる

【 Ia型超新星を探す 】 ３. 恒星の諸相 超新星の出現率・・・１個/１００年/１つの銀河 ３.　恒星の諸相 【 Ia型超新星を探す 】 超新星の出現率・・・１個/１００年/１つの銀河 ＝１００個の銀河を探せば、１年間に１個は見つかる ＝365００個の銀河を探せば、１日に１個は見つかる 一気にたくさんの銀河を同時に撮像すれば見つかる

【すばる望遠鏡】 ３. 恒星の諸相 すばる観測所大プロジェクト ( 春 ) SDF ( 秋 ) SXDS 圧倒的に広い視野を狙う ３.　恒星の諸相 【すばる望遠鏡】 すばる観測所大プロジェクト 　( 春 )　SDF 　( 秋 )　SXDS 圧倒的に広い視野を狙う 広視野撮像カメラSuprime-cam 8000万画素、30分角の視野 大望遠鏡＋広視野撮像カメラ →遠方の銀河を幅広く撮像可能

３.　恒星の諸相 【SXDS】 くじら座の領域 約100万個の銀河 ↓ 一度の撮像で10個以上の 超新星を発見

３.　恒星の諸相 【 超新星の見つけ方 】 何晩かに分けて同じところを撮影する

すばる望遠鏡　Suprime-camでとった写真

実際に超新星を探してみましょう

【第1問】 2003年5月に撮像 2003年6月に撮像

【第2問】 第２問 2003年5月に撮像 2003年6月に撮像

【第3問】 第４問 2003年5月に撮像 2003年6月に撮像

【 葛飾で星見 】 ５F天体観測室 屈折式25cmクーデ望遠鏡 かつしか星空散歩（毎週金曜） 重星、星団、惑星などなど

【 中性子星 】 ２. 星の一生 ・太陽よりも重い星が超新星爆発をおこしてなる ・自らの重みに耐えきれずに潰れる（重力崩壊型超新星） ２.　星の一生 【 中性子星 】 ・太陽よりも重い星が超新星爆発をおこしてなる ・自らの重みに耐えきれずに潰れる（重力崩壊型超新星） ・太陽の10億～100億倍の明るさで輝く ・中心には中性子星やブラックホールが出来る ・宇宙空間に元素をばらまく → 新しい星の材料に