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単語帳
高校1~高校2年生 (15-17歳)

系外惑星と銀河

Exoplanets & Galaxies

銀河は数千億の星とガス・塵が重力で結ばれた巨大な集合体で、太陽も天の川銀河の星の一つです。 ハッブル分類で渦巻・楕円・不規則に分け、系外惑星は視線速度法やトランジット法などで探します。 天の川はSBb型の渦巻銀河で、直径は約10万光年に達します。 このページでは銀河の種類スライダーで、渦巻・楕円・不規則の形のちがいを比べてみましょう。

星の都市「銀河」
🌌 銀河とは?
①銀河:数千億の星·ガス·塵が重力で結ばれた巨大な集合体
②太陽もまた天の川銀河の約2,000億個の星の一つ
③宇宙には数千億の銀河が存在
銀河の種類(ハッブル分類)
0
💡 主要な観察
①0:渦巻銀河 — 渦状腕構造·若い星+ 星間物質豊富
②1:楕円銀河 — 球状·古い星中心·ガス少
③2:不規則銀河 — 明確な形なし·大マゼラン雲など
天の川銀河
天の川銀河の大きさ
直径 ≈ 10万光年 / 太陽系位置:中心から約2.6万光年
棒渦巻銀河(SBb型)·約2,000億個の星

天の川銀河の構造

天の川銀河の構成
系外惑星探査法

系外惑星探査

Chart主な探査方法
方法原理特徴
視線速度法恒星のドップラー効果(揺れ)質量の大きい惑星に有利
トランジット法惑星が恒星前を通る時の減光惑星の大きさを測定
直接撮像星光を遮蔽して惑星を観測技術的に非常に困難
重力マイクロレンズ重力で背景星光を増幅一回限りの観測事象
視線速度法の原理
恒星スペクトル偏移:惑星方向→青方偏移·反対→赤方偏移
恒星と惑星が共通質量中心を周回 → 恒星の微かな揺れを検出
例題と過去問で確認
例題 1
渦巻きの腕がなく球のように丸く、古い星が大半でガスが少ない銀河は、ハッブル分類で何か?
1
渦巻きの腕がはっきりすれば渦巻銀河、丸く古い星が主なら楕円銀河である。
2
ガスや塵が少なく新しい星がほとんどできないのも楕円銀河の特徴だ。
楕円銀河
ハッブル分類:渦巻(S)·楕円(E)·不規則(Irr)。天の川銀河は棒渦巻銀河(SBb)。
例題 2
惑星が星の前を通るとき星の明るさが周期的にわずかに暗くなることを利用する系外惑星の探索法は何で、何が分かるか?
1
惑星が星の前を通過すると星の光の一部が遮られ、明るさが減少する(トランジット)。
2
この明るさの減少を利用するのがトランジット法(食現象法)で、減少量から惑星の大きさを推定する。
トランジット法(食現象法)、惑星の大きさが分かる
視線速度法(ドップラー)は惑星の質量を、トランジット法は大きさを推定する。
学力テスト類題
銀河と系外惑星の探索についての説明として正しいものは?
天の川銀河は楕円銀河である
トランジット法は惑星が星の前を通るときの明るさの減少を利用する
視線速度法は惑星の大きさを直接測定する
太陽は天の川銀河の中心に位置する
直接撮像は最も簡単な探索法である
② トランジット法は惑星が星の前を通るときの明るさの減少を利用する
1
惑星が星の前を通ると光の一部が遮られて周期的に明るさが減り、その減少量から惑星の大きさを推定する。
2
天の川銀河は棒渦巻銀河で(①)、視線速度法は質量を推定し(③)、太陽は中心から約2.6万光年離れており(④)、直接撮像は技術的に非常に難しい(⑤)。
総まとめ
銀河·系外惑星の核心
ハッブル分類:渦巻(S)·楕円(E)·不規則(Irr) / 天の川:SBb·10万光年
系外惑星探査:視線速度法(ドップラー)·トランジット法(減光)が代表
🎯 試験ポイント
①ハッブル分類:渦巻(Sa~Sc)·楕円(E0~E7)·不規則(Irr)
②天の川:棒渦巻(SBb)·直径10万光年·太陽位置 ≈ 中心から2.6万光年
③視線速度法:恒星のドップラー効果 → 惑星質量推定
④トランジット法:恒星の減光 → 惑星の大きさ推定
⑤ハビタブルゾーン(生命居住可能領域):液体の水が存在可能な距離
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