特徴的な銀河団の長波長電波観測で迫る活動銀河核ジェットと銀河団物質の相互作用

• Project/Area Number: 21H01135
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 16010:Astronomy-related
• Research Institution: National Astronomical Observatory of Japan
• Principal Investigator: 赤堀 卓也 国立天文台, 水沢VLBI観測所, 特任研究員 (70455913)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥16,640,000 (Direct Cost: ¥12,800,000、Indirect Cost: ¥3,840,000); Fiscal Year 2023: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2021: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
• Keywords: 電波天文学 / 銀河団 / 活動銀河核 / SKA

Outline of Research at the Start

本研究では、銀河団を構成する銀河の活動銀河核からのジェットが、どのように磁場や宇宙線電子を銀河団に含まれる高温プラズマガスに供給し、そしてどのようにガスを加熱しているのかを明らかにすることで、銀河団の進化や宇宙の磁場進化に残された謎を解明することを目的とする。そのために、代表的な3つの銀河団を世界最新鋭の長波長電波望遠鏡(MeerKAT, GMRT, EAVN)などを使って観測し、解析する。本研究は若手研究者の育成を含めた電波の将来計画(SKA計画等)に向けた準備研究に位置づけられ、X線の将来計画と強いシナジーを生み出す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は最新鋭の長波長電波望遠鏡によるシンクロトロン偏波・電波の観測によって、AGNジェットが銀河団ガスに対してどのように磁場・宇宙線・そしてエネルギーを供給しているのかを3年計画で究明するものである。特に衝突前期銀河団のCIZA 1359、衝突後期銀河団のAbell 3376、そしてクーリングフロー銀河団候補のPhoenixの、3つの特徴的な銀河団天体に焦点を当てて研究する計画である。●CIZA 1359の研究は、さらにAbell 1060についての研究へと展開させた。淡い電波放射の探索をCIZA 1359で獲得した較正変数の精査や自己較正の導入によって行った結果、過去に見つかったことのない広がった電波放射を発見し「オオコウモリ」と名付けた。オオコウモリは従来の理解ではどれも十分に説明できない大変奇妙な特徴を持っていることを明らかにした。PASJ誌にレター論文として成果をまとめた。今後の研究の展開が期待される。●Abell 3376の研究も発展させて、MeerKATの銀河団レガシーサーベイから屈折したジェットを選び出し、Abell 3322とCIZA 1410について研究を進めた。Abell 3322ではオメガ状に屈曲する理由について不安定性や乱流の観点からの議論を進めることができ、また構造関数の解析については共同研究者のプログラムとのクロスチェックを行うなど進め、論文の草稿作成にまで至っている。CIZA 1410では北東に伸びる構造での粒子再加速の兆候を見つけることができ、日本天文学会にて初期成果報告を行うまでに至った。今後、延期となってしまった2023年度に実施予定であったATCA追観測の結果を加えての論文取りまとめを目指す。●Phoenixについては位相補償解析まで徹底的に取り組んだが、検出には至らなかった。学生修士論文として取りまとめた。こちらも査読論文として出版を目指す。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] オーストラリア国立大学(オーストリア)
• [Int'l Joint Research] NCRA(インド)
• [Int'l Joint Research] Leiden University/ASTRON/SRON(オランダ)
• [Int'l Joint Research] SARAO/Rhodes University(南アフリカ)
• [Int'l Joint Research] 台湾中央研究院(その他の国・地域(台湾))
• [Int'l Joint Research] NCRA(インド)
• [Int'l Joint Research] Leiden University/ASTRON/SRON(オランダ)
• [Int'l Joint Research] SARAO/Rhodes University(南アフリカ)
• [Int'l Joint Research] SARAO/North-West University(南アフリカ)
• [Int'l Joint Research] University of Nigeria(ナイジェリア)
• [Journal Article] Discovery of diffuse radio source in Abell 1060 (2024)
  • Author(s): Kurahara Kohei、Akahori Takuya、Oki Aika、Omiya Yuki、Nakazawa Kazuhiro
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 76 Issue: 2 Pages: L8-L13
  • DOI: 10.1093/pasj/psae011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Design of Superconducting Hex-Band Bandpass Filter Using New External Quality Factor Adjustment Method (2023)
  • Author(s): Sekiya N.、Sakuma K.、Akahori T.
  • Journal Title: IEEE Transactions on Applied Superconductivity Volume: 33 Issue: 5 Pages: 1-5
  • DOI: 10.1109/tasc.2023.3265578
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] HTS Penta-Band Bandpass Filter for Radio Astronomy Broadband Receiver in the UHF Band (2023)
  • Author(s): Sekiya N.、Sakuma K.、Akahori T.
  • Journal Title: IEEE Transactions on Applied Superconductivity Volume: 34 Issue: 3 Pages: 1-5
  • DOI: 10.1109/tasc.2023.3344420
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of depolarizing intervening galaxies on background radio emission. I. Global disk magnetic field (2023)
  • Author(s): R. Omae, T. Akahori, M. Machida
  • Journal Title: PASJ Volume: 75 Issue: Supplement_1 Pages: S108-S122
  • DOI: 10.1093/pasj/psac045
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diffuse radio source candidate in CIZA J1358.9－4750 (2023)
  • Author(s): K. Kurahara, T. Akahori, R. Kale, H. Akamatsu, Y. Fujita, L. Gu, H. Intema, K. Nakazawa, N. Okabe, Y. Omiya, V. Parekh, T. Shimwell, M. Takizawa, R. van Weeren
  • Journal Title: PASJ Volume: 75 Issue: Supplement_1 Pages: S138-S153
  • DOI: 10.1093/pasj/psac098
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Detection of a bright burst from the repeating fast radio burst 20201124A at 2GHz (2023)
  • Author(s): Ikebe Sota、Takefuji Kazuhiro、Terasawa Toshio、Eie Sujin、Akahori Takuya、Murata Yasuhiro、Hashimoto Tetsuya、Kisaka Shota、Honma Mareki、Yoshiura Shintaro、Suzuki Syunsaku、Oyama Tomoaki、Sekido Mamoru、Niinuma Kotaro、Takeuchi Hiroshi、Yonekura Yoshinori、Enoto Teruaki
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 75 Issue: 1 Pages: 199-207
  • DOI: 10.1093/pasj/psac101
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Galaxy clusters at z~1 imaged by ALMA with the Sunyaev-Zel'dovich effect (2023)
  • Author(s): T. Kitayama, S. Ueda, N. Okabe, T. Akahori, M. Hilton, J. P. Hughes, Y. Ichinohe, K. Kohno, E. Komatsu, Y.-T. Lin, H. Miyatake, M. Oguri, C. Sifon, S. Takakuwa, M. Takizawa, T. Tsutsumi, J. van Marrewijk, E. J. Wollack
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 75 Issue: 2 Pages: 311-337
  • DOI: 10.1093/pasj/psac110
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Wavelets and sparsity for Faraday tomography (2022)
  • Author(s): Cooray Suchetha、Takeuchi Tsutomu T、Ideguchi Shinsuke、Akahori Takuya、Miyashita Yoshimitsu、Takahashi Keitaro
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 75 Issue: Supplement_1 Pages: S85-S96
  • DOI: 10.1093/pasj/psac052
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] XMM-Newton view of the shock heating in an early merging cluster, CIZA J1358.9-4750 (2022)
  • Author(s): Y. Omiya, K. Nakazawa, K. Matsushita, S. B. Kobayashi, N. Okabe, K. Sato, T. Tamura, Y. Fujita, L. Gu, T. Kitayama, T. Akahori, K. Kurahara, T. Yamaguchi
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 75 Issue: 1 Pages: 37-51
  • DOI: 10.1093/pasj/psac087
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Development of highly selective compact high-temperature superconducting quad-band bandpass filter using interdigital feeding structure for radio astronomy (2022)
  • Author(s): S. Rachi, K. Sakuma, T. Akahori, N. Sekiya
  • Journal Title: Superconductor Science and Technology Volume: 36 Issue: 2 Pages: 025006-025006
  • DOI: 10.1088/1361-6668/acab38
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] On the potential of faraday tomography to identify shock structures in supernova remnants (2022)
  • Author(s): Ideguchi Shinsuke、Inoue Tsuyoshi、Akahori Takuya、Takahashi Keitaro
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 513 Issue: 3 Pages: 3289-3301
  • DOI: 10.1093/mnras/stac1086
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evidence of an interaction between jets and intra-cluster magnetic layer (2021)
  • Author(s): J. O. Chibueze, H. Sakemi, T. Ohmura, M. Machida, H. Akamatsu, T. Akahori, H. Nakanishi, V. Parekh, R. van Rooyen, T. and T. Takeuchi, 2021
  • Journal Title: Nature Volume: 593 Issue: 7857 Pages: 47-50
  • DOI: 10.1038/s41586-021-03434-1
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] CIZA J1410中心部に見られる電波構造の起源 (2023)
  • Author(s): 赤堀卓也, 大木愛花, 藏原昂平, 赤松弘規
  • Organizer: 日本天文学会
• [Presentation] Development for Japan L-band VLBI Observation (2023)
  • Author(s): K.KURAHARA, O.TOMOAKI, T.TOSHIO, K.HIDEYUKI, N.HIROYUKI, A.TAKUYA, H.KAZUHIRO, H.TOMOYA, I.SOTA, I.HIROSHI, J.TAKAAKI, M.YASUHIRO, N.KOTARO, T.KAZUHIRO
  • Organizer: XXXXVth URSI General Assembly and Scientific Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Radio Property of the Head-Tail Galaxy in Abell 3322 (2023)
  • Author(s): K.KURAHARA, T.AKAHORI, T.OHMURA, S.YOSHIURA, M.TAKIZAWA, H.SAKEMI
  • Organizer: East Asia SKA Science Workshop 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] uGMRT Observations of Galaxy Cluster CIZA1359 (2023)
  • Author(s): K.KURAHARA, T.AKAHORI, R.KALE, H.AKAMATSU, Y.FUJITA, L.GU, H.INTEMA, K.NAKAZAWA, N.OKABE, Y.OMIYA, V.PAREKH, T.SHIMWELL, M.TAKIZAWA and R.V.WEEREN
  • Organizer: New Eyes on the Universe: SKA & ngVLA
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 銀河団Abell3322中のHead-tail銀河を使ったプラズマ診断 (2023)
  • Author(s): 藏原昂平, 赤堀卓也、大村匠、吉浦伸太郎、滝沢元和、酒見はる香
  • Organizer: 日本天文学会
• [Presentation] 国内L帯VLBI観測に向けたVERA水沢局上部機器室内の低周波電波環境調査と今後のL帯VLBI観測計画 (2023)
  • Author(s): 藏原昂平, 小山友明, 砂田和良, 小林秀行, 正岡滉人, 亀谷收, 寺澤敏夫, 赤堀卓也, 寺家孝明, 秦和弘, 廣田朋也, 新沼浩太郎, 今井裕, 中西裕之, 岳藤一宏, 村田泰宏
  • Organizer: VLBI懇談会シンポジウム2023
• [Presentation] Elucidating co-evolutions among AGN, galaxies, and ICM from an AGN survey with VERA (2023)
  • Author(s): A. Oki, H. Okino, T. Akahori, K. Kurahara, M. Honma, K. Hada, H. Nagai, K. Niinuma, T. Kitayama, S. Ueda, M. Ishida
  • Organizer: 9th GALAXY EVOLUTION WORKSHOP
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Digging in young jets to elucidate clusters evolution from an AGN survey with VERA (2023)
  • Author(s): A. Oki, H. Okino, T. Akahori, K. Kurahara, M. Honma, K. Hada, H. Nagai, K. Niinuma, T. Kitayama, S. Ueda, M. Ishida
  • Organizer: Black Hole Astrophysics with VLBI 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 衝突早期の銀河団CIZA1359に付随する新しい拡散電波源の発見 (2023)
  • Author(s): K. Kurahara, T. Akahori, R. Kale, H. Akamatsu, Y. Fujita, L. Gu, H. Intema, K. Nakazawa, N. Okabe, Y. Omiya, V. Parekh, T. Shimwell, M. Takizawa, R. van Weeren
  • Organizer: SKA-Japanワークショップ 2022
• [Presentation] 衝突早期の銀河団CIZA1359で見つかった新しい電波レリック候補 (2023)
  • Author(s): 藏原昂平, 赤堀卓也, Kale Ruta, 赤松弘規, Gu Liyi, 藤田裕, Intema Huib, Van Weeren Reinout, 中澤知洋, 大宮悠希, 岡部信広, Patekh Viral, Shimwell Timothy, 滝沢元和
  • Organizer: 日本天文学会2023年春季年会
• [Presentation] Evolution and feedback of the central AGN core in the Phoenix galaxy cluster: toward a VLCOP AGN survey (2023)
  • Author(s): 大木愛花, 沖野大貴, 赤堀卓也, 藏原昂平, 秦和弘, 本間 希樹, 永井洋, 新沼浩太郎, 北山哲, 上田周太朗, 石田学
  • Organizer: 宇宙電波懇談会シンポジウム
• [Presentation] VLBI 観測によるほうおう座銀河団中心の AGN 調査 (2023)
  • Author(s): 大木愛花, 沖野大貴, 赤堀卓也, 藏原昂平, 秦和弘, 本間 希樹, 永井洋, 新沼浩太郎, 北山哲, 上田周太朗, 石田学
  • Organizer: 日本天文学会2023年春季年会
• [Presentation] VLBI observations of the central AGN core in the Phoenix galaxy cluster (2023)
  • Author(s): 大木愛花, 沖野大貴, 赤堀卓也, 藏原昂平, 秦和弘, 本間 希樹, 永井洋, 新沼浩太郎, 北山哲, 上田周太朗, 石田学
  • Organizer: SKA-Japanワークショップ2022
• [Presentation] A candidate of sloshing-induced radio emission in CIZA J1410.4-4246 (2023)
  • Author(s): 赤堀卓也, 大木愛花, 藏原昂平, 赤松弘規
  • Organizer: SKAJPワークショップ2023
• [Presentation] 衝突早期の銀河団CIZA1359に付随する新しい拡散電波源の発見 (2023)
  • Author(s): 藏原昂平, 赤堀卓也, Kale Ruta, 赤松弘規, Gu Liyi, 藤田裕, Intema Huib, Van Weeren Reinout, 中澤知洋, 大宮悠希, 岡部信広, Patekh Viral, Shimwell Timothy, 滝沢元和
  • Organizer: 宇宙電波懇談会シンポジウム2022
• [Presentation] Phoenix rising from the ashes; co-existence of violent cooling and AGN feedback (2022)
  • Author(s): T. Akahori
  • Organizer: IAU General Assembly 2022 FM6
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Diffuse radio source in CIZA J1358.9-4750 (2022)
  • Author(s): K. Kurahara, T. Akahori, R. Kale, H. Akamatsu, Y. Fujita, L. Gu, H. Intema, K. Nakazawa, N. Okabe, Y. Omiya, V. Parekh, T. Shimwell, M. Takizawa, R. van Weeren
  • Organizer: SPARCS XI: The Rise of Sky Surveys
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] VLBI観測によるJ2344-4243の中心構造の調査 (2022)
  • Author(s): 大木愛花, 沖野大貴, 赤堀卓也, 藏原昂平, 秦和弘, 本間 希樹, 永井洋, 新沼浩太郎, 北山哲, 上田周太朗, 石田学
  • Organizer: VLBI懇談会シンポジウム2022
• [Presentation] A candidate of sloshing-induced radio emission in CIZA J1410.4-4246 (2022)
  • Author(s): 赤堀卓也, 大木愛花, 藏原昂平, 赤松弘規
  • Organizer: VLBI懇談会シンポジウム2022
• [Presentation] Diffuse radio source candidate in CIZA J1358.9-4750 (2022)
  • Author(s): 藏原昂平, 赤堀卓也, Kale Ruta, 赤松弘規, Gu Liyi, 藤田裕, Intema Huib, Van Weeren Reinout, 中澤知洋, 大宮悠希, 岡部信広, Patekh Viral, Shimwell Timothy, 滝沢元和
  • Organizer: VLBI懇談会シンポジウム2022
• [Presentation] 銀河団磁場と衝突するジェットの3次元磁気流体シミュレーション (2022)
  • Author(s): 大村匠、James O. Chibueze、酒見はる香、町田真美、赤松弘規、赤堀卓也、中西裕之、Vira Parekh、Ruby van Rooyen、竹内努
  • Organizer: 2021年度国立天文台CfCAユーザーズミーティング
• [Presentation] Interaction between an AGN jet and the intra-cluster magnetic field seen by MeerKAT: II. Numerical Simulation (2021)
  • Author(s): Ohmura, T., Chibueze, James O., Sakemi, H., Machida, M., Akamatsu, H., Akahori, T., Nakanishi, H., Parekh, V., van Rooyen, R., Takeuchi, T. T.
  • Organizer: Linking the Science of Large Interferometer in the 2030s
• [Presentation] 銀河団磁場との相互作用によって折れ曲がるジェット (2021)
  • Author(s): 大村匠、James O. Chibueze、酒見はる香、町田真美、赤松弘規、赤堀卓也、中西裕之、Vira Parekh、Ruby van Rooyen、竹内努
  • Organizer: 日本天文学会2021年秋季年会
• [Presentation] Magnetohydrodynamic simulations of the interaction between the jet and the intra-cluster magnetic field (2021)
  • Author(s): Ohmura, T., Chibueze, James O., Sakemi, H., Machida, M., Akamatsu, H., Akahori, T., Nakanishi, H., Parekh, V., van Rooyen, R., Takeuchi, T. T.
  • Organizer: Extragalactic jets on all scales - launching, propagation, terminanion
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] MeerKAT view of an interaction between radio jets and intra-cluster magnetic layers (2021)
  • Author(s): Hiroki Akamatsu, James O. Chibueze, Haruka Sakemi, Takumi Ohmura, Mami Machida, Takuya Akahori, Hiroyuki Nakanishi, Viral Parekh, Ruby van Rooyen and Tsutomu T. Takeuchi
  • Organizer: A new window on the radio emission from galaxies, clusters and cosmic web
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Merger induced interaction between jets and intracluster magnetic fields (2021)
  • Author(s): Hiroki Akamatsu, James O. Chibueze, Haruka Sakemi, Takumi Ohmura, Mami Machida, Takuya Akahori, Hiroyuki Nakanishi, Viral Parekh, Ruby van Rooyen and Tsutomu T. Takeuchi
  • Organizer: A new window on the radio emission from galaxies, clusters and cosmic web
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Interaction between an AGN jet and the intra-cluster magnetic field seen by MeerKAT (2021)
  • Author(s): H. Sakemi, J.O. Chibueze, T. Ohmura, M. Machida, H. Akamatsu, T. Akahori, H. Nakanishi, V. Parekh, R. van Rooyen, T.T. Takeuchi
  • Organizer: East Asia SKA Workshop 2021
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Interaction between an AGN jet and the intra-cluster magnetic field seen by MeerKAT: I. Observation (2021)
  • Author(s): Sakemi, H., Chibueze, J.O., Ohmura, T., Machida, M., Akamatsu, H., Akahori, T., Nakanishi, H., Parekh, V., van Rooyen, R., and Takeuchi, T. T.
  • Organizer: Linking the science of large interferometers in the 2030s
• [Remarks] うみへび座銀河団で謎の電波放射を発見
  • URL: https://www.nao.ac.jp/news/science/2024/20240408-mizusawa.html
• [Funded Workshop] Black Hole Astrophysics with VLBI 2023 (2023)