2017 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical Study on Formation of Supermassive Black Holes
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17H01102
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大向 一行 東北大学, 理学研究科, 教授 (70390622)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
細川 隆史 京都大学, 理学研究科, 准教授 (30413967)
大須賀 健 国立天文台, 理論研究部, 助教 (90386508)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 巨大ブラックホール / 宇宙初期天体 / 星形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
小質量の種ブラックホールが観測されているような巨大ブラックホールへと成長する過程に関してまず解析した。特に巨大ブラックホールに成長できる条件を解明するために、エディントン限界降着率を超えて成長する「超臨界降着」が実現するかどうかに関して調べた。一般にガス降着の際には、それに伴い輻射が放出されるために周囲のガスへ輻射力、加熱などのフィードバックが働く。しかしながら中心ブラックホールの周りに円盤などにより影がある場合には、あまりフィードバックを受けない領域から効率よく降着が進むことが期待される。これの条件を解明するため2次元の輻射流体計算を実行した。その結果、影の内部へは加熱された影の外部からの影響はあまり及ばず、結果的にほぼ効率の高いボンディ降着率が実現されることが示された。一方で降着流がある程度角運動量を持っている場合には降着円盤の外側にガスが滞留してしまい効率よく降着できなくなる。そのため超臨界降着の実現のためには初期の角運動量が小さいか、もしくは円盤の粘性パラメータαが１に近い必要があることがわかった。このようなシナリオが実現される状況としては種ブラックホールが初期銀河中にしばらく漂って降着成長した後に中心部に動的摩擦により落ち込んでいく場合などが考えられる。
それ以外にも種ブラックホールの起源となりうる宇宙初期の低金属度星形成過程について調べ、球対称降着により形成可能な最大質量とガスの重元素量との関係を解明した。
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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
当初の研究計画と比べ特に大きな後れなく研究が遂行できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでほぼ当初の研究計画どおり研究を遂行出来ているので、今後もこのペースを継続して当初計画を維持し、推進する予定である。
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