2016 Fiscal Year Research-status Report
X線観測と理論との比較によるコンパクト天体への質量降着とアウトフロー現象の研究
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16K05309
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
海老澤 研 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (70421857)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
辻本 匡弘 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (10528178)
吉田 鉄生 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 特定研究員 (20727747)
中川 友進 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球情報基盤センター, 特任技術副主幹 (50513454) [Withdrawn]
野村 真理子 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 研究員 (50756351)
大須賀 健 国立天文台, 理論研究部, 助教 (90386508)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ブラックホール / 活動的銀河中心核 / アウトフロー / X線天文学 / 数値シミュレーション / 降着円盤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
すざく、XMM-Newton、NuSTARによる複数の活動的銀河中心核のデータを解析するとともに、数値シミュレーションによる理論計算を行い、コンパクト天体への質量降着とアウトフロー現象の研究を進めた。本科研費の参加者を中心に、海外からの参加者も含め、理論家と観測家が一同に集う研究会を合宿形式で開催し、議論を深めることができた。
データ解析においては、以下の成果を得た。すざく、XMM-Newton衛星による狭輝線セイファート銀河IRS13224-3809の約1日より短い時間スケールの0.5 keVー10 keVにおけるスペクトル変動を、ブラックホールからのX線光度はほとんど変化せずに、その手前を電離度の異なる層構造を持つ多くの吸収物体が横切っているというモデルで、ほぼ説明することができた。しかし、このモデルでは、高エネルギー側ほどモデルと観測のずれが大きくなることから、吸収物質の運動とは独立な高エネルギーX線放射の変動が示唆された。
そこで、10 keVより高エネルギー側に高い感度を持つNuSTAR衛星とXMM衛星による同時観測データを調べたところ、多くの活動的銀河中心核の複雑なスペクトル変化を、約1日よりも短い時間スケールにおいては、部分吸収率の変化と高エネルギーX線放射の強度変化という2つのパラメーター変化だけで説明することができた。
また、XMM衛星搭載の回折格子を用いたNGC4051の高波長分解能解析においても、同モデルでスペクトル変化がよく説明できることを示し、さらに吸収線毎の変動率を調査することにより、変動する吸収物体の他に電離度の異なる変動しない吸収体が存在することを見いだした。
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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
本課題においては、ひとみ衛星搭載のX線マイクロカロリメータによる、かってない高精度X線スペクトルを物理的に理解・解釈するために、一年目は、すでに存在するすざく、XMMのアーカイブデータを詳細に調査してモデルを構築する共に、数値シミュレーションによる理論計算を実施する予定であった。
今年度、「ひとみ衛星」が、打ち上げ後短期間の観測後に運用を停止するという想定外の事象が発生したが、既存のアーカイブデータの解析や理論的考察を深く進めることによって、本課題の目標達成に与える影響を最小限に留めることができた。実際、ひとみ衛星の運用や較正に使うことを予定していた時間を、すざく、XMM-Newton、NuStarのアーカイブデータの詳細解析および、論文作成に利用することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
ひきつづき、すざく、XMM、NuStar衛星による活動的銀河中心核のアーカイブデータの解析を行うと共に、数値シミュレーションによって、ブラックホールへの降着現象、アウトフロー現象の物理的理解を目指す。
なお、今年度より、ひとみ衛星後継機として、XARM(X-ray Astronomy Recovery Mission)プロジェクトが立ち上がる予定である。XARMにはカロリメーターが搭載される予定であるので、2020年代の早い時期にXARMによる高精度観測が実現することを想定して、観測と比較可能なモデル計算を進める。特に、XARMを用いてどの天体をどのような手法で観測すれば、ブラックホール周辺からの異なるX線放射モデルを判別することができるかを調査する。
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| Causes of Carryover |
当該年度中に投稿、受理を予定していた論文が投稿に至らなかったため、投稿料が必要なくかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
論文を投稿し、投稿料として使用する。
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[Journal Article] Application of data science techniques to disentangle X-ray spectral variation of super-massive black holes2017
Author(s)
Pike, S., Ebisawa, K., Ikeda, S., Morii, M., Mizumoto, M., Kusunoki, E.
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Journal Title
Journal of Space Science Informatics Japan
Volume: 6
Pages: 73-87
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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