2019 Fiscal Year Research-status Report
一般相対論的輻射輸送計算と電波VLBI観測で探るブラックホールジェットの駆動機構
| Project/Area Number |
18K03656
|
|---|
| Research Institution | Kogakuin University |
|---|
Principal Investigator |
紀 基樹 工学院大学, 工学部, 講師 (70531234)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川島 朋尚 国立天文台, 天文シミュレーションプロジェクト, 特任助教 (90750464)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | ブラックホール / 一般相対論 / プラズマ / ジェット / 活動銀河核 / VLBI |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
イベントホライズンテレスコープ(以下EHT)コラボレーションは、世界各地の電波望遠鏡を連携させて地球サイズの口径の望遠鏡でM87銀河中心核を観測し、史上初めてフォトンリングで縁取られたブラックホールシャドウの存在を画像で直接証明することに成功し、一般相対性理論が予言するブラックホールを視覚的に確証する成果を得た。
本年度は、M87ブラックホールシャドウの理論的な性質についてさらに踏み込んだ。よく知られている通り「フォトンリング」のサイズは、ブラックホールのスピン値や見込み角が変化してもほとんど変化しないため、スピン値に制限をつけることは難しい。そこで私たちは、M87がフレア期のときに期待される「物質リング」について着目した。ブラックホールの回転が高速になるとリングの中心位置がずれる「フォトンリング」とは異なり、「物質リング」はリングの中心位置は動かない。そのため、２つのリングに挟まれた領域に「三日月影」の特徴的構造が生まれることを理論予言した(川島、紀、秋山, ApJ, 2019)。さらに、この三日月影の検出のためにスペースVLBI観測が必要であることを論文中で示唆した。
また、M87ブラックホールから噴出するジェットを東アジア電波VLBI網で高頻度モニター観測を行い、ジェットの速度場のプロファイルを観測的に決定した(Park、秦、紀他, ApJ, 2019)。得られたジェットの加速開始が、一般相対論的電磁流体数値シミュレーションの予言よりも遅い傾向があることを明らかにした。この観測結果は、ブラックホール近傍でのジェット形成メカニズムの解明に向けての質的に新しい制限を与えていくと期待される。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度は、EHTコラボレーションでの論文仕上げにともない、本研究計画内の取組み順番を調整して、EHTの成果の論文に注力し、天文学史上に残る重要な結果を得た。本年度は、予定通り、リバイズ中であった「光学的に厚い降着流が作るリングとフォトンリング の組み合わせでできる三日月上の影を有する新しいタイプのプラックホールシャドウの存在」の理論論文の受理に至った。
|
| Strategy for Future Research Activity |
予定の通り、 EHTシリーズ論文で探求しきれなかったケースについての検討を行ない、磁化パラメータが1よりも大きい領域中で「よどみ面」からのシンクロトロン放射による理論予言イメージの解析をを一般相対論的輻射輸送計算に基づいて進めており、結果をまとめ始めている。これを論文としてまとめていく。
また、東アジアVLBI観測網のデータが示唆するジェット速度場に関する理論モデルと観測のずれの原因についての考察を進める。
|
| Causes of Carryover |
予定していた物品費と実際に使用した物品費に若干の差が発生したため、次年度使用額が生じた。
次年度使用額は十分に少額なため、翌年度分の助成金と合わせた使用計画の内容自体は変更は無い。
|
