宇宙の科学（第10章） 1

宇宙の科学（第10章）
前回の問題の答え
太陽は、その進化の最終段階では、どの
様な種類の天体になると考えられるか？

科学技術理解Ⅲ（宇宙の科学）


第１０章銀河系
天の川＝銀河系








銀河系内の天体：星団
太陽系は銀河系の一員。
銀河系の主体は凸レンズ型の約１千億個
の星の集団。個々の星は銀河中心の周り
を回転している。
銀河系の直径は約１０万光年。
（1光年＝約9.5兆km）
太陽は銀河中心から約2.5万光年の距離
にある（円盤部の端の方）。


3
星団（つづき）
星団＝星のグループ。
散開星団と球状星団の２種類がある。



星団のＨＲ図
形
星数
散開星団
不定形
数百～数千
半径（光年）集中度
3～30
散漫
銀河面に集中
分布
球状星団
球対称
数万～数百万
60～600
密集
ハローに分布


年齢はみんな古い。100億年以上。
重元素が少ない。
銀河系の第1世代の星から成る。
5



6
銀河系内の天体：
星雲（＝星間雲＝ガスの集まり）
1つの星団の星はすべて同時期に生まれ
たと考えられる。
主系列星は、大質量の星から順に巨星へ
と進化していく。
以上のことより、転回点の位置から、星団
の年齢が分かる。

7
年齢は比較的若いものが多い。（プレアデス：
約5000万年、ヒアデス：約6億年）
重元素が多い。
球状星団

星団の年齢
主系列から巨星列に移る点、転回点が星
団によって違う。
散開星団

散開星団と球状星団の特徴
4

中国では銀河、欧米ではMilky Way、などと呼
ばれている。
天の川は天球を１周している。
天の川は星の集まり。
天の川は我々（太陽系）が属している銀河系。
2
銀河系の概要

天の川

原始星
主系列星
白色矮星
中性子星
ブラックホール
1



散光星雲

惑星状星雲

超新星残骸

暗黒星雲



転回点が下にあるほど、年齢は古い。

8
星形成領域にあり、若い星に照らされている。
星の進化末期に、星の外層部が流出してできた。
超新星爆発のなごり。
密度の高い星間雲が背景の光をさえぎっている。
9
1
宇宙の科学（第10章）
銀河系の形

ハーシェル（20世紀初）


銀河系の構造

星の数を数えて、銀河系の形を求めた。（ただ
し、太陽の近くしか見えていなかった。）


球状星団の分布を調べて、それらは太陽から
遠く離れた点を中心に球状に分布しているこ
とを発見。
その点が銀河の中心。
円盤部


シャープレー（1915年頃）





ハロー

銀河全体を球状に包む。古い星。球状星団
が分布。星はいろいろな方向に運動。
回転速度はそれより内側にある物質の質量によって
決まる。
太陽は約220km/sで回転。１周するのに約2億年。




13
12
暗黒物質
銀河回転速度は中心からある距離以上ではほと
んど一定。
これは銀河系の質量が半径に比例して増加して
いることを意味する。

回転角速度も中心からの距離によって違う。（１
周するのにかかる時間が違う。）
渦巻きの腕は多数の星や星間ガスで
できている（若い星が多い）。
しかし、いつも同じ星やガスが腕を
作っているわけではない。
渦巻きは一種の波（密度波）で、それ
を作っている物質は次々に変わってい
る。
11
銀河回転（つづき）
銀河円盤内の天体は銀河中心のまわりを回転し
ている。
回転速度は中心からの距離によって違う。


銀河中心近くのふくらみ。古い星が多い。星
はいろいろな方向に運動。
10
銀河回転

若い星やガスが多い。銀河中心のまわりを
回転運動。渦巻き構造がある。
バルジ


渦巻き構造

暗黒物質の正体はいまだ不明。以下のも
のが候補。

質量が中心部に集中している場合、速度∝1/r1/2
しかし、そのような質量を持つ物質は外側には見
当たらない。（光で見える質量の約１０倍の質量
が必要）
よって、光らない暗黒物質 (ダークマター)が大量
に存在しているはず。
14



褐色矮星（恒星と惑星の中間的存在。核融合
が起きていない。）
ブラックホール
ニュートリノ
未知の素粒子 (WIMPs)
15
2

Download Report