ガスや塵に隠された巨大ブラックホールのX線および可視光による研究

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06F06602
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 牧島 一夫 The Institute of Physical and Chemical Research, 牧島宇宙放射線研究室, 主任研究員
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): GANDHI Poshak 独立行政法人理化学研究所, 牧島宇宙放射線研究室, 外国人特別研究員
• Keywords: ブラックホール / 質量降着 / 活動銀河核 / 宇宙X線 / 科学衛星 / 一般相対論 / 可視光変動

Research Abstract

本研究の目的は、恒星質量ブラックホールから、数億光年の彼方の銀河たちの中心にある巨大ブラックホールまで、さまざまなブラックホールへの質量降着を理解することである。今年度はX線と可視光を用いた観測により、以下のように、大きな成果を挙げることができた。
稼働中の「すざく」衛星を用いた観測的研究では、活動銀河核(銀河の中心にある巨大ブラックホールにガスが降着しているもの)のうち、濃いガスに隠されている数個の天体のデータを、理研や東大の研究者と共同で解析した。その結果、ブラックホールを包むガスが、ぶ厚いドーナツ状の分布をすると考えられる天体と、薄い円盤状に分布すると考えられる天体という、2種類があることを発見した。これまですべて活動銀河核は前者と考えられていたので、この結果は、従来の定説に大きな変更を迫るものである。
南米チリにあるVery Large Telescopeと呼ばれる望遠鏡を用いた観測では、ブラックホール連星GX339-4から可視光で、1秒以下の速い変動を検出することに成功した。さらに同時に取得された米国RXTE衛星のX線データと比較したところ、可視光とX線の強度変動の間に、きわめて興味深い相関があることを発見した。X線は相対論的プラズマからの逆コンプトン放射、可視光は同じプラズマからのサイクロトロン放射かもしれない。現在、結果の物理的な意味を考察している。

Research Products

• [Journal Article] Discovery of a bright transient ultraluminous X-ray source Suzaku J1305-4931 in NGC 4945 (2008)
  • Author(s): Isobe, N., Kubota, A., Maki-shima, K., Gandhi, P., et. al.
  • Journal Title: Publications of Astronomical Society of Japan 60(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Suzaku wide-band X-ray Spectroscopy of the Seyfert 2 AGN in NGC 4945 (2008)
  • Author(s): Itoh, T., Done, C., Makishima K., Madejski, G., Awaki, H., Isobe, N., Gandhi, P., et. al.
  • Journal Title: Publications of Astronomical Society of Japan 60(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The mid IR-hard X-ray correlation in AGN and its implications for dusty torus models (2008)
  • Author(s): Horst, H., Gandhi, P., Smette, A. & Duschl, W. J.
  • Journal Title: Astronomy & Astrophysics 479 Pages: 389-396
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Constraints on light bending and reflection from the hard X-raybackground (2007)
  • Author(s): Gandhi, P., Fabian, A. C., Suebsuwong, T., Malzac, J., Miniutti, G. & Wilman, R. J.
  • Journal Title: Monthly Notices of Royal Astronomical Society 382 Pages: 1005-1018
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Simultaneous optical and X-ray flickering observations of GX 339-4: correlations on sub-second time scales (2008)
  • Author(s): Ghandhi, P.
  • Organizer: Observational Evidence for Black Holes in the Universe
  • Place of Presentation: Kolkata, India
  • Year and Date: 2008-02-12