高感度Ｘ線観測によるブラックホールと銀河の共進化の解明

• Project/Area Number: 12J08368
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 萩野 浩一 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: X線 / 共進化 / ジェット / アウトフロー / X線天文学 / 高エネルギー宇宙物理 / 半導体検出器

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、銀河中心ブラックホールから周辺環境へのエネルギー供給現象である「相対論的ジェット」および「超高速アウトフロー」を研究することで、本研究の課題である「ブラックホールと銀河の共進化」の謎の解明へ大きく前進した。
・超高速アウトフロー
近年、複数の活動銀河核において超高速アウトフローと呼ばれる現象が発見されており、共進化において重要な役割を果たしているとされている。その重要性にも関わらず、形成機構や物理的性質は全くわかっていない。私は、アウトフローの精密なX線スペクトルモデルを構築し、そのモデルを複数の観測データに適用することで、超高速アウトフローの物理的性質を探った。その結果、超高速アウトフローは定常的に存在し、激しい時間変動はアウトフローの局所的な不安定性に起因しているという描像を得た。この結果は、今年度論文［１］として出版された。
・相対論的ジェット
多数の銀河団において、銀河団ガスが中心銀河からの相対論的ジェットによって多大な影響を受けていることが確認されている。しかし、これまで研究されてきた銀河団と相互作用するジェット天体の多くが、パワーの小さなFR-I型電波銀河であった。私は、ジェットパワーの大きなFR-II型電波銀河を中心銀河として持つ銀河団Abell 578のX線観測データを解析した。その結果、この銀河団はまさに進化の途上にあることを示す兆候が数多く見つかった。さらに、詳細なスペクトル解析によって電波銀河近傍のガスの圧縮と加熱の証拠を捉え、相対論的ジェットに起因する衝撃波の存在を示唆する結果を得た。この衝撃波の存在は、質量降着率に比べて、ジェットパワーが極めて大きいことを要求する。これは、ジェットへのエネルギー変換効率が極めて高い状態であること、または、ジェット・質量降着活動が急激に変動したということを意味する。この結果は論文［２］として投稿し、受理された。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The origin of ultrafast outflows in AGN: Monte Carlo simulations of the wind in PDS 456 (2015)
  • Author(s): K. Hagino, H. Odaka, C. Done, P. Gandhi, S. Watanabe, M. Sako, T. Takahashi
  • Journal Title: MNRAS Volume: 446(1) Issue: 1 Pages: 663-676
  • DOI: 10.1093/mnras/stu2095
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] On the merging cluster Abell 578 and its central radio galaxy 4C +67.13 (2015)
  • Author(s): K. Hagino, L. Stawarz, A. Siemiginowska, C. C. Cheung, A. Szostek, G. Madejski, D. E. Harris, A. Simionescu, T. Takahashi
  • Journal Title: ApJ Volume: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Si/CdTe semiconductor Compton camera of the ASTRO-H Soft Gamma-ray Detector (SGD) (2014)
  • Author(s): S. Watanabe, H. Tajima, Y. Fukazawa, Y. Ichinohe, S. Takeda, T. Sato, H. Odaka, T. Fukuyama, M. Ohta, S. Saito, K. Hagino, A. Togo, A. Harayama, G. Sato, T. Takahashi, S. Tomizuka, S. Furui, R. Nakamura, T. Tanaka, T. Enoto, H. Noda, K. Nakazawa, K. Genba, D. Matsuura, M. Onishi, Y. Kuroda
  • Journal Title: NIMA Volume: 765 Pages: 192-201
  • DOI: 10.1016/j.nima.2014.05.127
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] On the interaction of the PKS B1358-113 radio galaxy with the A1836 cluster (2014)
  • Author(s): L. Stawarz, A. Szostek, C. C. Cheung, A. Siemiginowska, D. Koziel-Wierzbowska, N. Werner, A. Simionescu, G. Madejski, M. C. Begelman, D. E. Harris, M. Ostrowski, K. Hagino
  • Journal Title: ApJ Volume: 794(2) Issue: 2 Pages: 164-179
  • DOI: 10.1088/0004-637x/794/2/164
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Constraining physical parameters of ultra-fast outflows in PDS 456 with Monte Carlo simulations (2014)
  • Author(s): K. Hagino, H. Odaka, C. Done, P. Gandhi, T. Takahashi
  • Organizer: The X-ray Universe 2014
  • Place of Presentation: ダブリン（アイルランド）
  • Year and Date: 2014-06-16 – 2014-06-19
• [Presentation] ASTRO-H衛星搭載 硬X線撮像検出器の応答関数の構築 (2013)
  • Author(s): 萩野浩一
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 高知大学
  • Year and Date: 2013-09-21
• [Presentation] Imaging and spectral performance of CdTe double-sided strip detectors for the Hard X-ray Imager onboard ASTRO-H (2012)
  • Author(s): Kouichi Hagino
  • Organizer: SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation
  • Place of Presentation: アムステルダム(オランダ)
• [Presentation] The Si/CdTe semiconductor detector for Hard X-ray Imager (HXI) onboard ASTRO-H (2012)
  • Author(s): Kouichi Hagino
  • Organizer: 5th International Symposium on High-Energy Gamma-Ray Astronomy
  • Place of Presentation: ハイデルベルグ(ドイツ)
• [Presentation] ASTRO-H衛星搭載HXI主検出器部の性能評価と応答関数の構築 (2012)
  • Author(s): 萩野浩一
  • Organizer: 日本天文学会 秋季年会
  • Place of Presentation: 大分大学