2018 Fiscal Year Research-status Report
Revealing the formation of relativistic jets in supermassive black holes using global VLBI networks
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18KK0090
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
秦 和弘 国立天文台, 水沢VLBI観測所, 助教 (60724458)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田崎 文得 国立天文台, 水沢VLBI観測所, 特任研究員 (10800609)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2022-03-31
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| Keywords | ブラックホール / 超長基線電波干渉計（VLBI） / 活動銀河核 / 相対論的ジェット / 電波天文学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
巨大ブラックホール（BH）から噴出する相対論的ジェットの生成・収束・加速機構の解明は現代天文学における究極的課題の１つである。本研究ではM87をはじめとする近傍の重要ブラックホールケット天体を対象に、1mm帯国際VLBI観測網(EHT)による根元の超高解像度観測と、欧州まで拡張した東アジアVLBIネットワーク（通称EATING VLBI）による下流の高感度・高頻度モニターを組み合わせることで、世界に先駆けてジェット加速領域の観測的解明を試みる。そして現在有力視されるジェット生成理論である磁場駆動型モデルの妥当性に決着をつける。
平成３０年度（１０月から開始）は本研究をスタートする上での助走期間であった。秦・田崎はオランダにて行われたEHT関係者の国際ミーティングに参加し、EHTとEATING VLBIを用いたジェット観測の観測戦略について発表を行い、関係者と議論した。これらの打ち合わせに基づき、1月からは早速イタリアと日韓中合同でEATING VLBIによるM87のモニター観測を開始し、EATING VLBIについては非常に順調なスタートを切ったところである。一方EHTについては、当初観測を予定していた３月後半の直前になって、EHT観測の中止が決定された。大変残念ではあるが、幾つかの観測局のトラブルや準備が間に合わない等の、やむを得ない事情による。しかしながら、同時観測ではないものの、2017-2018年に取得したEHTデータや2020年に観測予定の新データ等を用いることで、EHTスケールにおけるジェットの運動や磁場構造の検証が可能であるため、これらのデータとEATING VLBIデータを用いることで今後は研究を推進していく。
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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
本研究は平成30年度10月からスタートし、平成30年度は今後のEHT/EAVN/EATING VLBI観測の戦略立案に向けた準備期間であった。11月にオランダラドバウド大学にて、EHT関係者による観測戦略策定打ち合わせが行われ、秦・田崎はこの打ち合わせに参加し、EAVNとEHTを併用したジェットサイエンスの方針案等について発表し、関係者と更に深い議論を行った。また並行して中国・イタリアの研究協力者とともに、東アジアVLBI＋イタリア（EATING VLBI）によるM87等重要天体の観測方針について議論を行った。
そして十分に観測戦略を準備したのち、1月後半から、EATING VLBIによるM87ジェットのモニター観測を早速スタートした。観測周波数は22GHz帯、東アジアからは日中韓あわせて常時9局、イタリアからは常時2~3局が参加し、約2~3週間に１回の観測頻度でグローバルVLBIを実施した。グローバルVLBIをこれだけの高頻度でコンスタントに成功させた例は世界でも類がなく、この取り組みを実現させたことだけでも非常に大きな意義を持つ内容となった。EATING VLBIによるM87のモニター観測は平成31年度の5月末まで継続予定である。
一方、当初平成30年度3月後半から平成31年度4月前半に予定されていたEHT観測だが、残念ながら、観測直前になって今回はキャンペーンを中止するという判断が下された。幾つかのEHT重要局にトラブルや準備が間に合わなかったためであり、EHTコラボレーションとしてもやむを得ない、苦渋の決断であった。しかしこれにより当初目標としていた科学目標が実現不可能になるわけではなく、非同時ながら過去のEHT観測データや次回観測予定のEHTデータを用いることで、BH最近傍のジェットの運動や磁場構造は検証可能である。
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| Strategy for Future Research Activity |
EHT観測の中止に伴い当初の目的の１つであったEHTとEATING VLBIの同時観測に基づく研究は困難になったものの、我々は過去に取得されたEHTデータや１年後に再挑戦するEHT観測と、順調にスタートしたEATING VLBI観測に基づいて引き続き強力な研究が展開可能である。
平成31年度：5月までに取得された大量のEATING VLBIデータは、その後韓国テジョンにて相関処理が行われ、約2-3ヶ月後に観測者のもとに解析用データが配布される。そこで年次後半ではこれらのデータの解析に取り掛かり、M87のEATING VLBIマルチエポックイメージ取得を目指す。そのために、秦はイタリア電波天文学研究所および上海天文台・新疆天文台に滞在し、現地の研究協力者とともにデータを解析する。特にイタリア局は今回大口径望遠鏡でありながらVLBIの実績が少ないサルディーニャ局が参加しており、そのデータの較正には現地の研究協力者とともに時間をかけて行う。一方今回データが取得できなかったEHTについては、2017年, 2018年に観測したM87データを詳細にイメージングすることで、EHTスケールでジェットやそれに付随する磁力線構造がどのように撮像されるかをスパースモデリングを用いて検証する。こちらは田崎が中心的役割を担う。
令和2年度以降は、EATING VLBIデータについては解析を完了し、得られたマルチエポック画像を用いてジェットの速度場計測に着手する。EHTについてはEATING VLBIと同時期ではないものの、2017年及び2018年のマルチエポックデータから、EHTスケール1-50Rs領域におけるジェットの速度の測定を試みる。
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| Causes of Carryover |
平成３０年度に当初計画していたイタリア電波天文学研究所への滞在が次年度へ延期になったため。次年度使用額はこの渡航費用に使用する予定である。
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