タイトル

開講年度 開講学部等
2026 大学院創成科学研究科（博士前期）
開講学期 曜日時限 授業形態 AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
後期 月3～4 講義  
時間割番号 科目名[英文名] 使用言語 単位数
3242010370 星間物理学特論 日本語 2
担当教員（責任）[ローマ字表記] メディア授業
元木　業人[MOTOGI Kazuhito] ー
担当教員[ローマ字表記]
元木　業人　[MOTOGI Kazuhito]
特定科目区分   対象学生   対象年次 1～2
ディプロマ・ポリシーに関わる項目 カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)
授業の目的と概要
人類の誕生を含めた宇宙の物質進化過程は恒星の誕生/活動/死を中心とした星間物質の循環過程によって支配されている。本講義では星間空間における一連の物質循環過程を解説し、現代的な宇宙観を身につける。またその過程で起こる現象がどのような天文学的手法によって研究されるのかを理解する(CP2/DP2)。
授業の到達目標
星間空間における基本的な物理過程を理解し、観測データおよび数値計算を元に星間空間の情報を取得する方法を身につける。また現代天文学に基づく宇宙観を養う。
授業計画
【全体】
前半に星間物理学の基礎について講義を行い、
後半は詳細な星形成過程及び最先端観測について紹介する。
適宜小テスト又は宿題を課すことで各講義で学ぶべき重要事項について確認を行う。

各講義の前には先週の資料を見直しておく(2時間程度)
講義後はその日の講義において重要な点をおさらいする(2時間程度)
項目 内容 授業時間外学習 備考
第1回 1. 講義の概要説明
2. 星間物質の循環の概念
3. 宇宙のスケール感覚
 		講義の進め方や評価の仕方、関連資料の閲覧などについて説明を行ったのち、星間空間に関する基本的な概念について講義を行う。 講義資料の見直しを行い典型的なスケールについて復習する。特によく用いられる長さ単位間の変換について実際に計算練習を行っておく
第2回 宇宙の元素組成 主に太陽近傍と銀河系内の観測事実を元に宇宙における元素組成を学ぶ。また星間空間における原子、分子、ダストの形成過程について紹介する。
 		講義資料の見直しを行い、物質組成と進化の基礎を復習する。特に星間物質のほぼ全てが水素であることを理解し、少数のダストが化学合成にとって極めて重要である理由を説明できるようにする
第3回 恒星の仕組みと役割 1: 主系列段階 恒星の基本的な構造、特に内部でのエネルギー生成や輸送の基本について学ぶ。 講義資料の見直しを行い恒星の基本的な構造を復習する。特に系全体で比熱が負となる恒星の熱力学的性質が生じる論理をよく理解しておく
第4回 恒星の仕組みと役割 2: 末期進化 ヘリウム燃焼開始後の末期進化と質量に応じた星の死について学ぶ。 講義資料の見直しを行い末期進化によって星の構造がどう変化するかを復習する。特に前週に学んだ恒星の安定化機構との比較から、不安定化と構造変化(=進化)が起こる理由を説明できるようにしておく
第5回 宇宙の観測手法
 		星間物質の主な観測手法に関して学ぶ。実際に観測に必要な装置性能についての演習を行う。 講義の内容を復習し、簡単な計算問題を解けるようにしておくこと
第6回 星形成1:星間雲の基礎 星間雲の基礎的な性質について理解する。また原子雲から分子雲への進化について学ぶ 事前に基本的な気体の熱力学、特に圧縮過程における熱力学第一法則について復讐しておくこと
第7回 星形成2:星間分子雲 星形成の直接的な母体となる分子雲の構造や力学状態について学ぶ 事前に第6週の講義内容について復習しておくこと
第8回 星形成3:重力収縮による原始星の誕生 分子雲の重力収縮による直接的な星形成過程について理解する。 事前に第5週の講義内容、特に分子雲の力学状態について復習しておくこと
第9回 星形成4:降着円盤 ガス円盤を通じて原始星が質量を獲得していく過程について学ぶ 重力ポテンシャルによる加速運動や角運動量保存則について予習しておくこと
第10回 星形成5:原始星の進化と連星形成 原始星進化の過程やガス円盤の分裂による原始連星の形成過程などについて学ぶ。 事前に降着円盤の力学的構造について復習しておくこと
第11回 星形成5:時間変動現象、原始星進化後期 時間変動現象を介した原始星近傍現象の観測や、質量降着後の原始星進化について学ぶ 事前に第一週講義で紹介した宇宙のタイムスケールについてを復習しておくこと
第12回 大質量星形成1：理論的背景 大質量星形成過程の諸問題とそれに対する近年の理論的アプローチについて紹介する。 事前に分子雲の重力収縮過程、特に分裂過程について復習しておくこと
第13回 大質量星形成2：初期環境と2大形成モデル 大質量原始星形成の初期環境にかんする観測的な特徴を学ぶ。また具体的な大質量星の形成モデルについて理解する。 比較ができるよう事前に低質量星の形成過程を復習しておくこと
第14回 大質量星形成3：降着期からHII領域の形成まで 実際に観測される大質量原始星の観測的な性質とそれに基づく進化過程について学ぶ 事前に低質量原始星の星周構造（円盤/アウトフローなど）について復習しておくこと
第15回 最新研究の状況 ALMAなどを用いた最新観測の状況などについて紹介する。また今後の研究展望について議論する。 事前に星形成全体の流れを復習しておくこと
※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】
A: --%　B: --%　C: --%　D: --%
成績評価法
小テスト/宿題30% 期末レポート70%で評価する
教科書にかかわる情報
備考
講義資料をPDF形式で配布する
参考書にかかわる情報
参考書 書名 The formation of stars ISBN 3527405593
著者名 Stahler, Steven William,Palla, Francesco,Steven W. Stahler and 出版社 Wiley-VCH 出版年 c200
備考
現代の天文学シリーズなども適宜参考にすること
メッセージ
宇宙を大系的に理解することは、自然の中で生きる我々人間の立ち位置を知ることに繋がります。物理を学ぶ者の教養として、科学の原理に基づいて世界がどのように成り立っているかを把握し、目先のことにとらわれず俯瞰的に物事を判断するための土台としてください。
キーワード
天文学、天体力学、星間雲、星惑星形成、原始星
持続可能な開発目標（SDGs）

関連科目
電波天文学特論、宇宙物理学、力学、電磁気学、熱統計力学、連続体力学、量子力学、応用数学
履修条件
連絡先
理学部1号館231号室
元木業人
kmotogi@yamaguchi-u.ac.jp
オフィスアワー
いつでも良いが事前にアポを取ること

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