| Project/Area Number |
23K22539
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| Project/Area Number (Other) |
22H01268 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 16010:Astronomy-related
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
藤田 裕 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (10332165)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
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| Keywords | 銀河 / 活動銀河核 / ブラックホール / 楕円銀河 / 超新星 / 宇宙線 / 星間ガス |
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| Outline of Research at the Start |
楕円銀河は高温のX線を放射するガスに覆われているが、近年の電波観測により、分子ガスなどの冷たいガスも存在することが明らかになりつつある。本研究は、楕円銀河の冷たいガスとその中心の活動銀河核 (AGN) の関係を明らかにしようとするものである。我々はこれまでの理論研究により、X線ガスの冷却 → 分子ガスの形成 → 分子ガスが銀河中心に流れ込み核周円盤を形成 → ガスがブラックホールに流れ込み活動銀河核として活動、という一連の流れを予想している。この予想が正しいかどうかを確かめるべく、さまざまなタイプ
の楕円銀河について、分子ガスと AGN 活動の関係を明らかにすることを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 楕円銀河中心ブラックホールにガスが落ちることでブラックホール周囲から膨大なエネルギーが放出されるが、そのメカニズムはよくわかってない。その詳細を調べるために我々銀河系のフェルミバブルに注目した。このバブル生成は銀河系中心のブラックホールによる大規模エネルギー注入に起因すると考えられている。本研究では、X線ガスの密度、温度、衝撃年齢のプロファイルを組み合わせることで、エネルギー注入のメカニズムを見分けることができることを明らかにした。そこで数値シミュレーションの結果を観測と比較することで、バブルはブラックホールからの高速風によって作られたことを示した。風の速さは ~1000 km/s で、10^7年間吹き続けたと考えられる。風の質量フラックスが大きいので、星間雲の巻き込みが必要であると考えられる。楕円銀河でも同様なことが起きている可能性が高いと思われる。
2. 楕円銀河ではしばしば超新星が爆発する。そこで加速された宇宙線は星間物質中に拡散することで、楕円銀河の進化に大きな影響を与える。その効果を調べるために近傍の超新星残骸 RX J1713.7-3946 からの宇宙線ガンマ線に注目した。まず解析モデルを用いて、周辺の宇宙線の分布を計算した。超新星残骸は2相の星間物質と相互作用していると仮定し、高密度のガス塊は、希薄な星間物質で囲まれているとした。その結果、陽子によって生成されたπ0崩壊ガンマ線は ~TeV にピークを持つ観測ガンマ線スペクトルを再現することが分かった。さらに星間物質柱密度、X線表面輝度、ガンマ線表面輝度の観測を組み合わせることで、星間物質や宇宙線の空間分布を３次元的に調べられることを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は楕円銀河そのものよりも我々の銀河系中の対応天体について調べ、研究成果を論文として発表することができた。現在楕円銀河の星間物質についての観測データを解析しているが、おおむね順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
楕円銀河の進化にかかわる個別要素について研究している段階だが、徐々にそれらを統合した研究に移行したい。予定していたような観測研究者を雇用できず、理論シミュレーションを専門とする研究者を雇用したため、その専門性を発揮できるように研究テーマの重心を観測から理論に少し移動させる。
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