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Worksheets宇宙地球科学Ⅱ
Total questions: 35
Worksheet time: 18mins
冷たい暗黒物質が支配する宇宙の構造形成について、正しいものを選べ。
大きなダークマターハローが最初にできて、それが分裂していく。
大きいダークマターハローと小さいダークマターハローが同時にたくさん生まれて、そ の後は進化しない。
小さいダークマターハローが最初にたくさんできて、それらが合体集積して大きなも のに成長していく。
宇宙はのっぺりとした一様な物質分布で、そのまま塊などを作らずに膨張していく。
光で目に（つまり電磁波で）見える銀河の周りを取り囲んでいると考えられている ダークマターハローの大きさはどのくらいか。
. 1 メガパーセク (Mpc)
. 1 キロパーセク (kpc)
10 キロパーセク
100 キロパーセク
銀河の形態には様々なものがあるが、赤や黄色の古い星が比較的多いのは、どの銀 河か？
渦巻銀河 (Spiral)
楕円銀河 (Elliptical)
不規則銀河（Irregular)
棒状渦巻銀河（Barred spiral)
ハッブルは銀河の形態分類（ハッブル系列）を提唱したが、当初はどのように考え ていたか。
楕円銀河が進化して、渦巻銀河になっていった。
渦巻き銀河が進化して、楕円銀河になっていった。
不規則銀河が進化して、楕円銀河になっていった。
棒状渦巻銀河が進化して、不規則銀河になっていった。
2015 年 9 月 14 日の重力波の観測により、ブラックホールに関してどのようなことが わかったのか。以下の選択肢から適切なものを選べ。
ブラックホールは合体し大きくなる。
ブラックホールは光すら逃さず吸い込む。
ブラックホールには硬い表面が存在する。
楕円銀河の星形成史について、正しいものを選べ。
過去にはほとんど星形成がなく、現在の宇宙に近いときに多くの星形成があった。
断続的に星形成が起きている。
初期の頃にたくさん星形成が起こり、その後はほとんど形成されなかった。
定常的に星形成がずっと起き続けている。
太陽質量を1 𝑀⊙ = 2 × 1030 kg とする。太陽は全て水素原子 (質量 1.7 × 10−27 kg) で出来ているとしよう。核融合反応で水素原子 1 個は 1.6 × 10−13 J (∼ 1 MeV)のエネル ギーを生み出すことができるとする。現在太陽は 3.8 × 1026 W で輝いている。太陽は一 生の間ずっとこの光度で輝くと仮定すると、太陽の寿命は何年ぐらいと見積もられるか。 以下の選択肢から最も近いものを選べ。
. 1 万年
100 万年
1 億年
100 億
物体の絶対温度 𝑇 と、その物体が放射する主な光の波長𝜆の間には、おおよそ 𝑘𝑇 ∼ ℎ𝑐 𝜆 の関係が存在する。ここで、ボルツマン定数 𝑘 = 1.4 × 10−23 J K −1、プランク定数 ℎ = 6.6 × 10−34 J s、光速 𝑐 = 3.0 × 108 m s −1 である。波長 10Å(=10−9m) の X 線を主に放射 する物体の温度はどのぐらいか。以下の選択肢から最も近いものを選べ。
. 10 万度
1000 万度
10 億度
. 1000 億度
地球をブラックホールにするためには、半径をどのぐらいまで圧縮しなければなら ないか。重力定数𝐺 = 6.7 × 10−11 m3 kg −1 s −2 、地球質量6.0 × 1024 kg とする。以下の選 択肢から最も近いものを選べ。
1 µm
1 mm
1 cm
1 m
光も逃がさないはずのブラックホールが、X 線で観測できるのはなぜか。理由とし て適切なものを以下の選択肢から選べ。
X 線は特殊な光なので、ブラックホールの重力の影響を受けないから。
ブラックホール周辺に高温度の降着円盤が形成されるから。
ブラックホールの周辺には、エネルギーを放出するホワイトホールが必ず存在するか ら。
最初に発見された系外惑星に関して正しいものを選べ。
1995 年、スイスのマイヨールとクエロッツがスーパーアースを発見した
2005 年、スイスのマイヨールとクエロッツがスーパーアースを発見した
1995 年、スイスのマイヨールとクエロッツがホットジュピターを発見した
2005 年、スイスのマイヨールとクエロッツがホットジュピターを発見した
これまで発見された系外惑星に関して間違っているものを選べ。
4000 個以上の系外惑星が見つかっている
. 従来の惑星形成モデルでは説明できない惑星が見つかっている
ハビタブルゾーン内の惑星が見つかっている。
惑星の公転方向は、全て主星の自転と同じ方向である
惑星検出方法に関して、間違っているものを選べ。
視線速度法は、惑星の影響で主星の見た目の位置が周期的に動くのを検出する
トランジット法は、主星の前を惑星が横切るとき、暗くなる食を検出する
直接撮像法は、補償光学系(AO)で明るい主星と非常に暗い惑星を分離して観測する
マイクロレンズ法は、主星と惑星の重力が背景天体を増光するのを検出する
惑星検出方法に関して、間違っているものを選べ。
視線速度法は、主星から遠く軽い惑星を検出できる
トランジット法は、比較的主星に近い惑星を検出できる
直接撮像法は、主星から離れた巨大ガス惑星を検出できる
マイクロレンズ法は、主星から離れた、軽い惑星まで検出できる
地球外生命の探査方法について間違っているものを選べ。
近くて明るい星の周りのハビタブルゾーンにある系外惑星を探す必要がある。
大型の衛星ミッションが計画されている。
惑星を高空間分解能で撮像し、その模様を調べる。
惑星大気を分光観測し、大気成分内で酸素、水、メタン等の存在を調べる
太陽についての以下の記述のうち誤ったものを選びなさい。
太陽の正体は電離したガス（プラズマ）である。
時間とともに太陽の質量はわずかに減っていく。
太陽の年齢は 23 億年である。
太陽の自転は高緯度より赤道が速い。
太陽の内部について、正しい記述を選びなさい。
主要なエネルギー源は、陽子陽子連鎖反応による、核融合である。
発生したエネルギーの 4 分の 1 はニュートリノで運ばれる。
外側に放射層、内側に対流層が形成されている。
中心温度は約 30 万度である。
太陽大気に関する記述で、誤ったものを選びなさい。
彩層は光球の外側の高温領域である。
コロナでは 200 万度の高温になる。
太陽フレアの影響は地球に及ぶため、その予測が重要である。
太陽光のスペクトルの暗線から太陽大気の組成を議論できる。
太陽について、正しい記述を選びなさい。
太陽深部で発生したエネルギーは主に熱対流で表面に運ばれる。
太陽黒点は、温度の低い領域なので、黒点が多いと太陽は暗くなる。
黒点どうしの衝突・合体が、フレア発生のきっかけになる場合がある。
コロナは温度が高すぎるため、X 線では観測が難しい。
太陽直径は地球直径の、そして太陽地球間距離は太陽直径の何倍か？
およそ 300 倍
およそ 100 倍
およそ 30 倍
およそ 10倍
金星についての記述で誤ったものを選びなさい。
厚い二酸化炭素大気の温室効果で表面温度は 450℃を超える。
濃塩酸の厚い雲のため、外から表面を観察できない。
電波により表面の地形の様子が明らかになった。
「あかつき」探査機は雲の変化から金星の大気運動を調べた。
月についての記述で誤ったものを選びなさい。
月の「海」は玄武岩マグマが大量に噴出して形成された。
月の表側と裏側では「海」の面積が異なる。
「かぐや」の探査により月の裏側の重力場が改善された。
月は重力が小さいため中央丘を持つクレーターは少ない。
木星型惑星についての記述で誤ったものを選びなさい。
木星の質量の 10 倍程度の惑星があったとしても、大きさはあまり変わらない。
木星型惑星は原始太陽系円盤の水素・ヘリウムガスを取り込んだ。
土星や木星から大量のガスが散逸したのが、天王星、海王星である。
木星や土星の内部には、液体金属水素の層があり、磁場の源になっていると考えられ る。
土星の衛星、タイタンとエンセラダスについての記述で誤ったものを選びなさ い。
タイタンの大気の主成分は窒素で、温室効果のため表面温度はマイナス 90℃である。
タイタンの極域にはメタンの湖が存在する。
エンセラダスの南極付近には温度が周囲よりも高い地域が有り、有機物を含む氷を噴 出している。
エンセラダスから噴出した氷の塵は、土星の周囲に広がり E リングを形成する。
次の項目のうち、国際天文学連合の惑星の条件にあてはまらないものを挙げよ。
太陽の周りの軌道上にある。
静水圧平衡にあると推定するのに十分な質量を持つ（ほぼ球形である）。
その軌道近くから他の天体を排除している。
天体内部が分化している。
気候変動についての記述で正しくないものを選びなさい。
ミランコビッチは、地球の受ける日射量の緯度分布や季節変動が、長期間にわたりどの ように変化するかを理論的に計算した。
近日点の移動は、天体の軌道そのものが動く効果と歳差運動の効果が重なって生まれ る。
地球の自転軸の傾斜角は、長期的には不安定で大きく数 10 度変動する。
氷のアルベドは 0.7 で海洋はその 10%であることから、氷の面積が増えると寒冷化 の、海洋の面積が増えると温暖化のフィードバックがかかる。
酸素同位体比についての記述で正しいものを選びなさい。
地球環境を議論するときに、酸素 18 と酸素 16 の比を使うが、これは酸素 17 が不安定 同位体だからである。
酸素同位対比の基準値は、現在の地球の海洋の平均値である。
寒冷化が進むと氷床に重い酸素同位体が濃集するため、海洋の酸素同位体は軽くな る。
海水の酸素同位体は一年の中でも変動が大きいため、数千年スケールの気候変動の議 論には使えない。
木星の影響を受けるため、火星の軌道離心率 e は 0.093 と高い。また、自転軸を 安定させる役割を果たす衛星の質量は地球の月よりも遙かに小さい。火星について、正し くない記述を選びなさい。
火星の気候変動の記録が極冠に残っている可能性がある。
火星の夏冬の日射量の相対的な変動は地球と比較すると大きい。
火星の自転軸の歳差運動はほとんど無視できる。
火星の自転傾斜角の変動は、地球と比較するとかなり大きい。
氷床コアについて正しい記述はどれか。
氷床コアの深さから、生成年代を直接求めることができる。
温度が上がると融けてしまうため、氷床コアのほとんどは南極で保管されている。
氷床コアには、火山噴火の堆積物などは含まれていない。
氷床コアの分析から、大気中の二酸化炭素濃度変動のデータが得られる。
気候変動について正しくない記述はどれか
大気中の二酸化炭素濃度変動が入ることで、氷床の消長に 10 万年周期の変動が強くな る
太陽活動の変化も気候変動の要因の１つである。
大陸の配置が変化することの気候変動への影響は小さい。
地球磁気圏（および太陽磁気圏）による宇宙線の遮蔽効果も気候変動の要因とする考 えがある。
地震や火山などの活発な地質現象が起きる根本的な要因として適切な記述はどれ か。
地球中心の高温部から低温の宇宙空間に向かって熱を輸送する大きな動きがあるから。
マントルの大部分は溶融していて流動性が大変高いから。
地殻中の特定鉱物が地下の高温や高圧力のために相転移を起こすから。
大気の急激な温暖化によって岩石の性質に変化が起こっているから。
岩石の変形に関して適切な記述はどれか。
岩石に加わる応力は圧力と同様に、1 つの代表的な数値で表すことができる。
岩石に高い一軸応力を加えると、一般的には最大応力を加えた方向と直交する方向に割 れる。
岩石に高い応力を加え続けると、原子の移動などでゆっくりと全体の形状を変えるこ とができる。
岩石は常に高い強度を持っているため、応力を加えても延びたりすることはなく必ず 割れる。
地震の発生に関して適切な記述はどれか。
地震の震度とマグニチュードの値には比例関係が知られている。
地震波には一般的に実体波と表面波があり、表面波は更に P 波と S 波に分類される。
地震の発生には正確な周期性があることが知られている。
地殻内で地震が起きやすい深さは、岩石強度が最大値となる 10~20km 付近にある。
: 地表に上昇する岩石からマグマが発生する理由として適切な記述はどれか。
地球内部は高温であるために、地球深部にある岩石は自然に融解するから。
断熱的に地下から上昇する岩石の温度が、ある深さで岩石の融点を超えるから。
沈み込み帯などでは、岩石に水が加わることによって融点を上昇させるから。
マントルを上昇する岩石中に含まれる放射性物質の壊変熱によって高温になるから。
火山噴火に関して適切な記述はどれか。
火山噴火に伴う噴出物には、必ずマグマ片を含んでいる。
マグマの粘性や火山の形状は、マグマの持つ温度によってのみ決まる。
高い噴煙柱を伴う噴火の様式は、ハワイ式噴火と呼ぶ。
. 火山噴火のエネルギーは、大部分が熱エネルギーで噴出量に概ね比例する。
