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Contents
計算天文学 I.
柴橋博資・牧野淳一郎
2003年 4月
Contents
1 はじめに
2 計算機入門
1 計算機へのログインとログアウト
1 先ずはログインから
2 パスワードの変更
2 ブラウザ
3 エディター入門
1 Emacs の場合
2 vi の場合
4 ファイルの階層構造
1 ファイル名の表示
2 ファイル名の変更
3 ファイルの消去
4 ディレクトリーの階層構造
5 ディレクトリーの作成
6 ディレクトリーの移動
5 プリンターへの出力
3 計算機の活用
1 グラフィックス入門
1 問題：恒星の質量光度関係
2 清書システム L
A
T
E
X入門
1 日本語の入力
2 L
A
T
E
Xのサンプルと出力方法
3 参考書
4 計算機言語入門
1 FORTRAN 入門
1 FORTRAN の約束事
2 式と代入
3 四則演算
4 変数と型
5 宣言文
6 WRITE 文
7 IF 文
8 DO ループ
9 条件判断
10 サブルーチン
11 READ 文
12 ファイルへの入出力
13 入力回数が予め決まっていない場合
14 組み込み関数
15 自分で定義して作る外部関数：FUNCTION 文
16 参考書
2 FORTRAN プログラムのコンパイルと実行
5 計算機の更なる活用
1 計算グラフィックス入門
1 問題：黒体輻射
2 データベースの活用：HR図を描く
1 書式
2 FORMAT文
3 DATA 文
4 問題：HR図を描く
3 データベースの活用：銀河の三次元分布図を描く
1 問題：ハッブルの法則
2 問題：宇宙地図
6 方程式の数値解法
1 Newton-Raphson法
1 EXTERNAL文
2 問題：Newton-Raphson法を簡単な問題に適用する
3 問題：Mollwide画法で天球図を描く
2 二分法
3 Newton-Raphson法と二分法のハイブリッド法
7 常微分方程式の数値解法：初期値問題
1 Euler 法とRunge-Kutta 法
1 Euler 法
2 Runge-Kutta 法
3 例題
4 参考文献
2 ポリトロープガス球とLane-Emden方程式
1 恒星の内部構造の基本
2 Lane-Emden 方程式
3 Lane-Emden方程式の解の中心近傍での振舞
4 積分の方法
5 問題
6 参考文献
8 常微分方程式の数値解法：境界値問題
1 シューティング法
1 問題
2 境界値問題としてのLane-Emden 方程式
1 問題
3 現実的な恒星内部構造モデル
1 恒星内部での輻射輸達
2 対流によるエネルギー輸送
1 対流に対する安定性
2 対流によるエネルギーフラックス
3 対流温度勾配
3 おおよその値
4 HR図と主系列
5 輻射圧と臨界光度
6 質量光度関係
7 現実的な恒星内部構造の解法の方針
8 ステップ１：中心からの積分
9 問題：中心近傍での解の振舞
10 ステップ２：表面からの積分
11 問題：表面近傍の温度構造
12 ステップ３：中心からの積分と表面からの積分のフィッティング
4 Henyey法
1 線形化
2 係数行列は帯行列
3 帯行列を区分化して解く：漸化式
4 帯行列を区分化して解く：後退代入
5 Henyey法の利点
9 常微分方程式の数値解法：固有値問題
1 フィッティング法
1 問題
2 固有値問題としてのLane-Emden 方程式
1 問題
3 恒星の固有振動
1 基本方程式
2 平衡状態
3 球対称の場合の平衡状態
4 Euler摂動とLagrange摂動
5 線形化した基礎方程式
6 断熱近似と重力摂動の無視
7 動径振動
1 密度一様な星
8 ポリトロープ星の動径振動
9 問題：固有関数、固有振動数の計算
10 非動径振動
11 問題：関数
の形
12 固有モード
13 問題：量子化条件
14 問題：固有関数、固有振動数の計算
10 レポート問題
1 問題：黒体輻射
2 問題：恒星の質量光度関係
3 問題：HR図を描く
4 問題：Runge-Kutta法とEuler法と修正Euler法
5 問題：ポリトロープガス球
6 問題：境界値問題の例
7 問題：境界値問題としてのLane-Emden方程式
8 問題：固有値問題の例
9 問題：固有値問題としてのLane-Emden方程式
10 問題：ポリトロープ星の固有関数、固有振動数の計算
11 問題：ハッブルの法則
12 問題：宇宙地図
13 問題：Mollwide画法で天球図を描く
14 問題：非動径振動の固有関数、固有振動数の計算
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Jun Makino
平成15年4月17日
の形