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Teruaki Enoto
で好奇心溢れる高校生にお話するなら、他ではお目にかからないプロットが良いかなと思って、こんなの作ってみた。多様な宇宙の天体の質量と半径を描いてみたものだが、含蓄がある。太陽系の惑星、系外惑星、主系列星、白色矮星、中性子星まで1枚にまとめられる。
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Teruaki Enoto Aug 11
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太陽系の惑星は、電磁気的な反発力で支えられて密度が大きくは違わないのでM∝R^3 にのる。主系列星は、M∝R^1.3 くらい。電子の縮退圧の白色矮星や、核力+中性子縮退圧の中性子星の状態方程式にも触れられるし、ブラックホールのシュバルツシルド半径にも触れられる。
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梅本智文 Umemoto 45mよ永遠に Aug 11
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これ面白い絵ですよね。
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Teruaki Enoto Aug 11
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星のポテンシャルの深さ (∝ M/R) で、脱出速度、赤方偏移、ビリアル温度なども記述できるので、これらの図の上に、そういった諸物質量も重ね書きして考察できる。もちろん、密度プロットもミクロ物理の何が発現するかの指標で使える。
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Teruaki Enoto Aug 11
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ブラックホールも ~10 Msun くらいの恒星質量ブラックホールから、重力波で見つかったブラックホールの分布も描けるし、NICER その他での中性子星の状態方程式の推定がどういった位相空間を攻めているかもわかる。系外惑星の質量は半径の観測にも触れられる。
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Teruaki Enoto Aug 11
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というわけで、星の進化の経路も描ける。星の形状にこだわらなければ、銀河団、超新星残骸、銀河など、広がった構造の天体を描くのもあり。
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Teruaki Enoto Aug 11
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この図、中性子星だけ、白色矮星だけ、主系列星+惑星だけなどの部分的な図はもちろんあるし、XY軸が反転したやや古い図は見たことがあるが、最新の系外惑星などまで含めた全部載せって文献で見つけられなかった。勉強不足なだけで、すでにどこかにあるかもだが(あったら、引用するので教えて)。
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Teruaki Enoto Aug 11
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ちなみに、データベースの点をプロットした図も作成してみたが、やや煩くなるので、とりあえず高校生向けには代表的な点と領域の図示だけにしてみる。もう少し面白い遊び方があったら、教えて。
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Teruaki Enoto Aug 11
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まだ、作成してみた感じなので、いろいろ間違っているかも。適宜、修正します。
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やまとたいし Aug 11
一瞬、白色矮星を白色彗星と空目してしまい、「おおっ!SFネタと絡めたセミナーか!イスカンダルはどこだ?」と探してしまいました。 今時の高校生のSFネタの鉄板はなんなのでしょうね。
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Hajime Aug 13
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系外惑星の部分はこんな感じです。ご参考までに。土星くらいで半径はサチリます。
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Hajime Aug 13
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あんまりちゃんと考えたことがなかったですけど、分子量が小さいと小さい惑星を保持できないのと、大きい惑星を作るほど分子量の大きい原子分子がないので、べきが緩和するんですかね。
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