系外惑星の物理

内容紹介

目次

第0章　星形成から系外惑星へ
　0.1　系外惑星発見史
　　0.1.1　系外惑星探査の初期の歴史
　　0.1.2　原始惑星系円盤と惑星
　0.2　星形成から惑星形成への道
　0.3　星・惑星系を記述する基礎物理
　　0.3.1　輻射輸送
　　0.3.2　流体力学の方程式
　　0.3.3　衝突の物理
　　0.3.4　2体問題と軌道要素

第1章　星形成
　1.1　星形成とその役割
　1.2　星形成の理論的基礎
　　1.2.1　自己重力系の特徴的時間スケール
　　1.2.2　自己重力的安定性を決定づける臨界比熱比
　　1.2.3　乱流や磁場の役割
　1.3　銀河系の星形成史
　1.4　分子雲の形成過程
　　1.4.1　分子雲形成の場としての水素原子ガス雲の観測
　1.5　星間物質のバブル構造
　　1.5.1　HIバブル
　　1.5.2　Spitzerバブル
　　1.5.3　局所バブル
　1.6　分子雲の観測手法とその特徴
　　1.6.1　分子雲の観測手法
　　1.6.2　分子雲の多様性
　　1.6.3　低重元素量下での分子雲の性質
　1.7　星形成のバブル・フィラメント・パラダイム
　1.8　星間分子雲とフィラメント状構造の形成
　　1.8.1　フィラメント状分子雲の物理
　　1.8.2　フィラメント状分子雲の観測的性質
　　1.8.3　フィラメント状分子ガスの形成機構
　1.9　フィラメント状分子雲の分裂と分子雲コアの形成
　　1.9.1　フィラメント中の分子雲コアの性質
　　1.9.2　フィラメント中の分子雲コアの形成機構
　1.10　星形成過程の始まりと原始星形成
　　1.10.1　分子雲コアの進化のタイムスケールの観測的理解
　　1.10.2　低重元素量環境下での星形成
　　1.10.3　原始星の形成機構
　1.11　原始惑星系円盤の形成と進化
　1.12　原始星形成後の進化に関する観測研究
　　1.12.1　YSOの赤外線観測
　　1.12.2　アウトフロー（双極分子流）
　　1.12.3　YSOの分類
　　1.12.4　最新の観測技術の進展と発見
　1.13　星形成の理解に向けて

第2章　惑星形成
　2.1　惑星形成の考え方
　　2.1.1　太陽系の特徴
　　2.1.2　太陽系の形成モデル
　　2.1.3　標準シナリオ
　　2.1.4　惑星形成過程
　2.2　原始惑星系円盤の標準モデル
　　2.2.1　温度分布
　　2.2.2　物質分布
　　2.2.3　状態方程式
　　2.2.4　公転運動
　　2.2.5　垂直構造と中心面密度
　　2.2.6　ガス円盤の進化
　2.3　粒子の基本運動
　　2.3.1　ケプラー運動
　　2.3.2　ヒル近似による軌道表現
　2.4　軌道進化――粒子間相互作用
　　2.4.1　ヒル問題
　　2.4.2　多体問題
　　2.4.3　軌道安定性
　2.5　軌道進化――粒子ガス間相互作用
　　2.5.1　制動時間
　　2.5.2　ブラウン運動
　　2.5.3　流体力学的抵抗
　　2.5.4　終端速度
　　2.5.5　乱流の効果
　　2.5.6　平衡ランダム速度
　　2.5.7　重力的抵抗
　　2.5.8　ギャップ形成
　2.6　集積進化：粒子間衝突
　　2.6.1　衝突断面積
　　2.6.2　衝突結果
　　2.6.3　惑星集積
　　2.6.4　暴走的成長
　　2.6.5　寡占的成長
　　2.6.6　ペブル集積
　　2.6.7　巨大衝突
　2.7　集積進化：ガス降着
　　2.7.1　大気を纏う条件
　　2.7.2　大気の構造と質量
　　2.7.3　臨界核質量
　　2.7.4　準静的ガス降着
　　2.7.5　ガス流入
　　2.7.6　ガス惑星の進化経路
　2.8　前主系列星に付随する円盤の観測：概観
　　2.8.1　原始惑星系円盤観測の意義とその歩み
　　2.8.2　前主系列段階にある天体と円盤状構造
　　2.8.3　円盤からの様々な放射と観測手法の概観
　2.9　円盤物質の観測と基礎I――ダスト成分
　　2.9.1　軸対称平板ダスト円盤モデルによる測光データ解析
　　2.9.2　ダスト円盤の統計
　　2.9.3　ダスト円盤の鉛直温度構造
　　2.9.4　ダスト円盤の赤外線分光
　2.10　円盤物質の観測と基礎Ⅱ――ガス成分
　　2.10.1　異なる円盤領域をトレースする様々なガス放射の概観
　　2.10.2　回転運動する円盤内のガスの観測
　　2.10.3　円盤から中心星へと降着するガスの観測
　2.11　直接撮像
　　2.11.1　各波長がとらえる円盤構造の概観
　　2.11.2　近赤外線のダスト散乱光撮像
　　2.11.3　ALMAの登場とミリ波・サブミリ波での研究発展

第3章　系外惑星の多様性と起源
　3.1　系外惑星の観測
　　3.1.1　トランジット法
　　3.1.2　ドップラー法，視線速度法
　　3.1.3　重力マイクロレンズ法
　　3.1.4　直接撮像法
　3.2　系外惑星の多様性
　　3.2.1　惑星の成分と分類
　　3.2.2　系外惑星の分布特性
　　3.2.3　中心星のタイプとの相関
　　3.2.4　惑星系の多様性
　3.3　系外惑星の形成と進化
　　3.3.1　巨大ガス惑星の形成と移動
　　3.3.2　重元素に富む巨大ガス惑星の成因
　　3.3.3　海王星砂漠の成因
　　3.3.4　複数惑星系の軌道配置の成因
　　3.3.5　大気の光蒸発と半径谷の成因
　3.4　系外惑星探査の将来像
　　3.4.1　系外惑星大気観測：分光による特徴づけ
　　3.4.2　系外惑星の統計的性質の理解
　　3.4.3　ハビタブル惑星サーベイ
　　3.4.4　生命兆候の探索