宇宙物理学とは，宇宙の様々な場所で起こる諸現象を物理学を用いて記述し，我々の住む自然世界に対する理解をより一層深めることを目的とする学問 である． その対象は太陽とその活動，星・惑星系の形成進化から，星間現象，銀河の形成進化，超新星や活動銀河などの爆発・活動的現象， さらには宇宙の大規模構造や，宇宙そのものの誕生と進化を考察する宇宙論まで極めて広い．特に近年はすばる望遠鏡に代表される技術革新が目覚ましく， 最新の観測データが既存の概念をくつがえすこともある．さらにそれは，新たな理論構築やコンピュータシミュレーションを促し，時には基礎物理学法則自体の 見直しすら迫る場合もある． 宇宙物理学は，近年最も急速に発展しつつある分野の一つと言える．
このように幅広い分野であるから，必要とされる基礎物理学の知識も古典力学，電磁気学や流体力学から量子力学や原子(核)物理， さらには特殊及び一般相対論と多岐にわたる．従って，この分野を志望する学生には数学及び基礎物理学各分野の幅広い知識の習得が望まれる．また，近年の宇 宙物理学の進展は 最新観測データによって切り拓かれる場合も多く，観測手法や技術に関する学習も不可欠である．以上のような観点から，当教室では以下のような学部教育を行 なっている．
２回生対象の講義， 天文学概論、観測天文学では， 現在の天文学の方法と，それによって 明らかにされている宇宙諸現象を概説し，どのような未解決問題があるのかについても触れる． 一方この２回生段階で，解析力学 1・2, 電磁気学 2 (正式名称：電磁気学続論), 波動と量子論，熱・統計力学 1，物理のための数学 1・2, 微分積分学続論 などの基礎数学及び基礎物理学を習得しておくことが望ましい． これらは，宇宙物理学の研究を行なう上で前提となるものである． また，コンピューター関係の習練も極めて重要である． シミュレーションのような研究はもちろん， 通常の理論研究や，観測装置の制御と膨大な観測データの処理にもコンピューターは もはや不可欠の道具となっている．
３回生対象の講義，基礎宇宙物理学I・IIでは，２回生までに得られた 基礎物理学の知識を駆使し，宇宙における基本的な物理現象を学習する． これらは４回生対象のより高度で専門的な講義や演習への基礎となる．課題演習 C1 では計算機に関する基礎的な技術・知識を習得し、課題演習 C2・3・4 ではゼミナールと演習による知識の拡充と観測実習を行う．
４回生の課題研究はより実際的な研究実習を行なう． S1・2・3・4 は主として観測的，S5 では主として理論的な研究トピックを扱う．
宇宙物理学の対象は極めて広いので， 目先の興味にとらわれたり自らを限定することなく， 幅広くバランスよく知識を習得することが重要である． また，理論と観測が密接に関連した分野であるため， 理論を志す者も観測の基礎知識を習得し， 観測を志すものも基礎物理学をしっかりと学んでおくことが必要である．
| 科目番号 | 科目 | 担当教官 | 前期 | 後期 |
|---|---|---|---|---|
| ---- | 天体観測実習 | 北井 礼三郎 / 上野 悟 | 集中(8月) | -- |
| 2300 | 天文学概論 | 嶺重 慎 |
木2 | -- |
| 2301 | 観測天文学 | 岩室 史英 |
-- | 火2 |
| 3250 | 現代物理学 | 多数 | -- | 火5 |
| 3303 | 基礎宇宙物理学 I. 輻射 | 上田 佳宏・長田 哲也 | 火3 | -- |
| 3305 | 基礎宇宙物理学 II. 電磁流体力学 | 柴田 一成 | 金2 | -- |
| 3360 | 課題演習 C1(数値計算・シミュレーション) | 野村 英子 | 月pm | -- |
| 3361 | 課題演習 C2(観測機器) | 冨田 良雄 | -- | 月pm |
| 3362 | 課題演習 C3(星・銀河の世界) | 太田 耕司、加藤太一 |
-- | 月pm |
| 3363 | 課題演習 C4(活動する太陽) | 北井 礼三郎、永田 伸一 |
-- | 火pm |
| 3307 | 太陽物理学 | 北井 礼三郎 |
-- | 水3 |
| 3308 | 恒星物理学 | 嶺重 慎 | -- |
水2 |
| 4304 | 銀河・星間物理学 | 長田 哲也、太田 耕司 | 火2 | -- |
| 4306 | 観測的宇宙論 | 太田 耕司、戸谷 友則 | 月2 | -- |
| 4307 | 惑星物理学 | はしもと じょーじ |
月4 | -- |
| 5300 | 課題研究 S1(機器開発) | 長田、岩室 |
* | * |
| 5301 | 課題研究 S2(太陽) | 柴田、一本、上野 |
* | * |
| 5302 | 課題研究 S3(恒星とブラックホール) | 上田、加藤、野上 |
* | * |
| 5303 | 課題研究 S4(銀河) | 太田、菅井 |
* | * |
| 5304 | 課題研究 S5(理論宇宙物理学) | 嶺重、戸谷、野村 |
* | * |
* 課題研究の時間は、年度により異なる
C1 数値計算・シミュレーション
で前期において，計算機に関する基礎的な技術・知識を習得するための演習を行う。
また，理論宇宙物理学を想定し，計算機を用いた簡単な問題演習にも取り組む。
後期は，宇宙物理学教室，花山天文台の望遠鏡等を用いて，以下の実習を行う。
C2 観測機器
簡単な観測装置の製作・組み立てを通じてエレクトロニクス・光学の基礎を学ぶ。
C3 星・銀河の世界
星または銀河などの測光撮像観測を行う。観測・データ解析の方法を学ぶとともに，
データからどのような物理量が得られるかを学ぶ。
C4 活動する太陽
太陽の分光観測を行う。花山天文台の太陽望遠鏡を用いて，可視光分光観測の基礎を学ぶ。これをもとに，最新の太陽活動現象の観測データの解析も試みる。
なお、課題演習Cと特に関連の深い講義科目は天文学概論、観測天文学、 基礎宇宙物理学I・IIである。
2011年度課題演習向けガイダンスでのスライド
C全体,
C1,
C2,
C3,
C4
2010年度課題演習向けガイダンスでのスライド
C1,
C2,
C3,
C4
2009年度課題演習向けガイダンスでのスライド
C1,
C2,
C3,
C4
S1 装置開発
可視光から赤外線にわたる観測装置が，すばる望遠鏡をはじめとする
最先端の観測天文学で用いられている。
これらの開発に必要なデータ取得，エレクトロニクス，機械工作，真空，光学
などに関する基礎的な知識と技術を学び，研究に取り組む。
装置を試作し，データ収集を行ってみる。
S2 太陽物理
表面の活動現象を具体的に解析出来る唯一の恒星である太陽について，
その動的な大気構造と活動現象を観測し，研究する。
初めに基本的な文献を講読した後，飛騨天文台太陽望遠鏡とスペース観測などで
取得された太陽活動現象の最新の観測データを，
宇宙磁気プラズマ現象の基礎物理過程を明らかにするという観点から解析する。
S3 恒星とブラックホール
本課題研究では，以下のいずれかまたは両方を柱として研究を進める。
(1)最新のX線天文衛星のデータを用いてブラックホールなど
コンパクト天体における降着流の研究を行い，X線天文学の基礎を学ぶ。
(2)可視分光観測により，広い意味での恒星の活動現象を調べ，
スペクトル解析法を習得する。論文などの講読により基本的知識を修め，
その後，実際に観測とデータ解析作業を行う。
S4 銀河
銀河は多数の星とガスなどから成る一つの構造体である。
この課題研究では，銀河の構造，銀河における星生成，銀河形成進化，
活動銀河核等から研究課題を選んで，
その課題について，観測あるいは観測データの処理や解析を通して，研究を進める。
最初は，基本的な文献をゼミ形式で読み，
その後実際にデータに触れるという形で進めることが多い。
S5 理論宇宙物理学
研究実習に挑戦することで宇宙物理学の理論的研究の最前線に触れ，
研究の手法を学ぶと共に宇宙に対するより深い理解を目的とする。
トピックは主に当教室の理論分野スタッフがカバーする領域
(銀河や銀河団などの形成進化，超新星やガンマ線バーストなどの高エネルギー現象，
観測的宇宙論など)となる。研究実習の前に導入としてゼミナールを行う。
2011年度課題研究向けガイダンス(2010.12.7)でのスライド
S1からS5まで (6.9 MByte)
2010年度課題研究向けガイダンスでのスライド
S1,
S2,
S3,
S4,
S5
2009年度課題研究向けガイダンスでのスライド
S1,
S2,
S3,
S4,
S5
宇宙物理学教室 （物理科学系 宇宙物理学専門分野）
系登録の定員 （つまり、課題演習C の定員）:
登録のための条件: