2018 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) |
大須賀 健 筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (90386508)
細川 隆史 京都大学, 理学研究科, 准教授 (30413967)
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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 |
種ブラックホール形成に関しての有力なシナリオは直接崩壊といわれる巨大なガスの塊から超大質量星が形成され、それが一般相対論的不安定性により重力崩壊を起こすものである。これが可能な条件として、これまでは外部からの強い紫外線輻射の照射および材料となるガスが始原組成であることが必要と考えられてきた。この条件は厳しすぎるため、形成される種ブラックホールの数が十分大きくはないという困難があった。そこで、その当否を調べるため、我々は重元素が少しある場合についても3次元シミュレーションにより形成条件を吟味したところ、重元素があっても太陽金属度の1/1000以下なら同様の直接崩壊により種ブラックホールが形成されることが見いだされた。
また、ブラックホールの降着成長に関して輻射流体シミュレーションを行った。巨大ブラックホール周りには降着円盤が存在するが、そこからの質量損失が大きいと、ブラックホールの成長が阻害されることとなる。そこで、吸収線駆動の円盤風に着目し、それによる質量損失率の中心ブラックホール質量およびガス重元素への依存性を解析した。その結果、ブラックホール質量が太陽の一億倍を超えるほど大きく、また重元素量が太陽近傍程度高くない限り、このような円盤風による質量損失は深刻ではないことが分かった。これは宇宙初期に観測されているような巨大ブラックホールの成長において、円盤風は大きな妨げとはならないことを意味する。
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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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