銀河団スケールでの高エネルギー現象に関する研究

• Project/Area Number: 14740175
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 素粒子・核・宇宙線
• Research Institution: National Astronomical Observatory of Japan
• Principal Investigator: 藤田 裕 国立天文台, 理論研究部, 上級研究員 (10332165)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000); Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2003: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2002: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 銀河団 / 宇宙物理学 / プラズマ物理学 / 宇宙の構造形成 / X線天文学 / 銀河

Research Abstract

本年度は銀河団のエネルギー収支と進化に重点をおいて研究を行った。
銀河団の中心部(コア)では何らかの加熱源によりX線で放射されたガスのエネルギーが補われていると考えられているが、その加熱源が何であるかはわかっていない。現在のところ銀河団の中心にある巨大なブラックホールがその加熱源であるという考えが主流であるが、加熱の安定性に問題がある。そこで我々は銀河団ガスの大規模な流れ(津波)が加熱に働いていると考え、スーパーコンピュータによるシミュレーションを行った。その結果津波により、銀河団コアに乱流が発生し、その渦により熱がコア外部からコアに運ばれることを世界で初めて見出した。さらにそのような乱流を日本が来年度打ち上げるAstro-E2衛星で観測できることを模擬観測で明らかにした。また津波が実際に発生しているかどうかを調べるため、C.L.Sarazin氏(米国バージニア大学)らと、大集光力を特徴とする欧州のニュートン衛星や、高解像度を特徴とするアメリカのチャンドラ衛星を用い、銀河団のX線観測を行った。その結果銀河団内部には複雑なガス構造があり、津波が発生している可能性高いことがわかった。
銀河団銀河の環境効果についても前年度から引き続いて研究を行った。その結果、銀河が銀河団中に存在するときには、銀河は周囲の高温ガスからの熱で蒸発することがわかり、さらにその蒸発効果は銀河が銀河団に突入する以前でも起こりうることを示した。

Research Products

• [Journal Article] Simulating Astro-E2 observations of Galaxy Clusters : The Case of Turbulent Cores Affected by Tsunamis (2005)
  • Author(s): Fujita, Yutaka, et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal 619
• [Journal Article] The Evolution of Galaxies in and around Clusters at High-Redshift (2004)
  • Author(s): Yutaka, Fujita, Tomotsugu, Goto
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan 58 Pages: 621-631
  • NAID: 10023931883
• [Journal Article] Can Supermassive Black Holes Sufficiently Heat Cool Cores of Galaxy Clusters? (2004)
  • Author(s): Fujita, Yutaka, Reiprich, Thomas H.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal 612 Pages: 797-804
• [Journal Article] Strong Turbulence in the Cool Cores of Galaxy Clusters : Can Tsunamis Solve the Cooling Flow Problem? (2004)
  • Author(s): Fujita, Yutaka, et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal 612
• [Journal Article] XMM-Newton Observations of A133 : A Weak Shock Passing through the Cool Core (2004)
  • Author(s): Fujita, Yutaka, et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal 616 Pages: 157-168
• [Publications] Fujita, Yutaka: "Pre-Processing of Galaxies before Entering a Cluster"Publications of the Astronomical Society of Japan. 56. 29-43 (2004)
• [Publications] Fujita, Yutaka, et al.: "Tsunamis in Galaxy Clusters : Heating of Cool Cores by Acoustic Waves"The Astrophysical Journal. 600. 650-656 (2000)
• [Publications] Goto, Tomotsugu, et al.: "The morphology-density relation in the Sloan Digital Sky Survey"Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 346. 601-614 (2003)
• [Publications] Fujita, Yutaka, et al.: "Chandra Observations of the Disruption of the Cool Core in A133"The Astrophysical Journal. 575. 764-778 (2002)
• [Publications] Fujita, Yutaka, et al.: "Analytical Approach to the Mass Distribution Function of Subhalos and Cold Fronts in Galaxy Clusters"The Astrophysical Journal. 577. 11-21 (2002)
• [Publications] Fujita, Yutaka, et al.: "Nonthermal Emissions from Particles Accelerated by Turbulence in Clusters of Galaxies"The Astrophysical Journal. 584. 190-202 (2003)
• [Publications] Katayama, Haruyoshi, et al.: "Properties of the Brightest Cluster Galaxy and Its Host Cluster"The Astrophysical Journal. 585. 687-693 (2003)
• [Publications] Fujita, Yutaka: "Infant Galaxy Clusters at Low Redshifts?"Publications of the Astronomical Society of Japan. (印刷中). (2003)
• [Publications] 藤田 裕: "チャンドラで見た銀河団"天文月報. 95・9. 418-425 (2002)
• [Publications] 藤田 裕: "チャンドラで探る銀河団プラズマとダークマター"日本物理学会誌. (印刷中). (2003)