化学組成から探る銀河と隠された巨大ブラックホールの共進化

• Project/Area Number: 14J01811
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 松岡 健太 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 巨大ブラックホール / 銀河 / 共進化 / 活動銀河核 / 星形成

Outline of Annual Research Achievements

宇宙の基本構成要素の一つである銀河は、その中心に太陽のおよそ１億倍もの質量を伴う巨大ブラックホール（SMBH）を持つことが知られている。これまでの研究によって、このSMBHと銀河の質量の間には明瞭な正の相関があることが明らかとなった。この観測結果は、銀河進化とSMBH成長の間に密接な相互関係があったことを示す重要な証拠である（銀河とSMBHの共進化）。しかしながら、この共進化が宇宙の歴史の中でどのように遂げられてきたのかという問題は未だ解決していない。そこで私は銀河とSMBHの共進化の謎に迫るために、平成２８年度に以下の研究計画を実施した。
銀河同士の合体直後の段階に見られるような大量のガスや塵を含む銀河の中では、SMBHが急激に成長していることが期待される。このようなガスや塵に包まれた段階は銀河自体の星形成活動も促すことから、銀河進化という観点からも非常に注目すべきである。そこで私はガスや塵に埋もれたSMBHの成長および銀河の星形成活動を調べるために、活動銀河核天体ULIRG（Ultra-Luminous Infra-Red Galaxy）に着目した。ULIRGはガスや塵に埋もれた急成長中、すなわち活動的なSMBHを持つと考えられているが（ガスがSMBHへ降着することによって非常に明るく輝く）、一般的に可視光観測ではガスや塵に覆われている中心の活動性を捉えることは困難である。この問題を解決するために、私は透過力の優れた硬X線を用いることでSMBHの成長を捉えることにした。硬X線宇宙望遠鏡NuSTARによって得られたULIRGの高エネルギーX線光度と周りの星形成を期限とする遠赤外線光度の関係を調べたところ、埋もれたSMBHの成長と周辺の星形成活動の間には正の相関があることがわかった。この研究成果は論文誌"The Astrophysical Journal"にて公表済みである。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The Nature of Hard X-Ray (3-24 keV) Detected Luminous Infrared Galaxies in the COSMOS Field (2017)
  • Author(s): Kenta Matsuoka and Yoshihiro Ueda
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 838 Issue: 2 Pages: 128-128
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa64d5
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Far-Infrared and Accretion Luminosities of the Present-day Active Galactic Nuclei (2015)
  • Author(s): Kenta Matsuoka and Jong-Hak Woo
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 807 Issue: 1 Pages: 28-40
  • DOI: 10.1088/0004-637x/807/1/28
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] A relation between star-formation and accretion luminosities of infrared-luminous galaxies in the COSMOS field (2017)
  • Author(s): Kenta Matsuoka
  • Organizer: Quasars at all cosmic epochs
  • Place of Presentation: Cultural Centre San Gaetano（Padova, Italy）
  • Year and Date: 2017-04-02
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A relation between star-formation and accretion luminosities of infrared-luminous galaxies (2016)
  • Author(s): Kenta Matsuoka
  • Organizer: East-Asia AGN Workshop 2016
  • Place of Presentation: Seoul National University（Seoul, Republic of Korea）
  • Year and Date: 2016-09-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] COSMOS領域における高光度赤外線銀河の遠赤外線光度と活動銀河核光度の関係 (2016)
  • Author(s): Kenta Matsuoka
  • Organizer: 日本天文学会2016年秋季年会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（松山市）
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] X-ray stacking analysis of star forming galaxies (2015)
  • Author(s): Kenta Matsuoka
  • Organizer: Understanding Evolution of Quasars: Collaboration between Theoretical Models and Initial HSC Survey
  • Place of Presentation: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • Year and Date: 2015-12-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] PFSを用いたブラックホール質量測定および金属量診断 (2015)
  • Author(s): Kenta Matsuoka
  • Organizer: PFS AGN議論の会
  • Place of Presentation: 国立天文台（東京都三鷹市）
  • Year and Date: 2015-10-27
• [Presentation] Far-Infrared and accretion luminosities of the present-day active galactic nuclei (2015)
  • Author(s): Kenta Matsuoka
  • Organizer: Demographics and environment of AGN from multi-wavelength surveys
  • Place of Presentation: Chania（Greece）
  • Year and Date: 2015-09-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 近傍２型AGNにおける遠赤外線光度とAGN光度の関係 (2015)
  • Author(s): Kenta Matsuoka
  • Organizer: 日本天文学会２０１５年秋季年会
  • Place of Presentation: 甲南大学（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-09-09
• [Presentation] 低光度活動銀河核の金属量診断および巨大ブラックホール質量測定について (2015)
  • Author(s): Kenta Matsuoka
  • Organizer: 活動銀河核ワークショップ２０１５ ~すばるPFSの登場に向けて~
  • Place of Presentation: 国立天文台（東京都三鷹市）
  • Year and Date: 2015-05-18
• [Presentation] A Relation between Active Black Holes and Star Formation of Local Active Galaxies (2014)
  • Author(s): Kenta Matsuoka
  • Organizer: 12th Asia-Pacific Regional IAU Meeting
  • Place of Presentation: Daejeon, South Korea
  • Year and Date: 2014-08-18 – 2014-08-22
• [Presentation] Comparing AGN and SF Luminosities of Local Active Galaxies using Multi-Wavelength Data (2014)
  • Author(s): Kenta Matsuoka
  • Organizer: AGN versus star formation: the fate of the gas in galaxies
  • Place of Presentation: Durham, UK
  • Year and Date: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [Presentation] A Relation between Active Black Holes and Star Formation of Local Active Galaxies (2014)
  • Author(s): Kenta Matsuoka
  • Organizer: Powerful AGN and Their Host Galaxies Across Cosmic Time
  • Place of Presentation: Port Douglas, Australia
  • Year and Date: 2014-06-16 – 2014-06-20
• [Presentation] Comparing AGN and SF Luminosities of Local Active Galaxies (2014)
  • Author(s): Kenta Matsuoka
  • Organizer: COSMOS Team Meeting
  • Place of Presentation: Zagreb, Croatia
  • Year and Date: 2014-05-18 – 2014-05-20