2019 Fiscal Year Annual Research Report
Probing magnetic fields of supermassive black-hole jets with next-generation international VLBI networks
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19H01943
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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) |
笹田 真人 広島大学, 宇宙科学センター, 特任助教 (10725352)
田崎 文得 国立天文台, 水沢VLBI観測所, 特任研究員 (10800609)
萩原 喜昭 東洋大学, 文学部, 教授 (60399300)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 電波天文学 / ブラックホール / VLBI / 活動銀河核 / ジェット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
巨大ブラックホール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 230GHz帯国際VLBI観測網(Event Horizon Telescope)によるジェット生成領域の高解像度観測と、22/43GHz帯東アジアVLBI観測網による「収束 ・加速領域」の偏波観測を組み合わせることで、世界に先駆けて生成・加速・収束領域における「磁力線構造」の解明を試みる。そのために今回は石垣・小笠原局の両偏波受信システムを整備する。そして得られた磁力線構造を我々の先行研究結果と結びつけ、現在最有力とされる理論 「磁場駆動型モデル」の妥当性を確かめる。
2019年度はEAVN両偏波観測網の整備が中心であった。年度前半に研究協力者の小山氏・鈴木氏と共同で、石垣22GHz帯と小笠原22 GHz/43GHz帯右旋偏波受信側の周波数変換器を水沢にして開発・製作し、VERA定期保守期間(8月)を利用して両局に設置した。9月にはVERA4局にて22/43GHz帯の初試験観測を実施し、両偏波ファーストフリンジの検出に成功した。これを受け、2019年12月と2020年1月にVERA, 茨城, 韓国KVN, 上海, ウルムチ局と合同で初のEAVN両偏波試験観測(22及び43GHz帯)を実施した。試験観測は大きなトラブルなく行われ、現在は試験データの解析を行なっている最中であるが、全体的に当初の予定よりも非常に順調に計画を進行させることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
2019年度は2020年4月のEHT/EAVNキャンペーンに向け、EAVN両偏波観測網の整備をすることが最重要目標であった。そこでまずは、年度前半に研究協力者の小山氏・鈴木氏とともに、石垣22GHz帯と小笠原22GHz/43GHz帯右旋偏波受信側の周波数変換器を水沢にして開発・製作し、VERA定期保守期間(8月)を利用して両局に設置した。9月にはVERA4局にて22/43GHz帯の初試験観測を実施し、両偏波ファーストフリンジの検出に成功した。
これを受け、2019年12月と2020年1月に日韓中合同で初のEAVN両偏波試験観測（22/43GHz）を実施した。観測にはVERA, 茨城, 韓国KVN, 上海, ウルムチ局の計10局という、当初の予定を上回る数の局が参加し、非常に大々的なキャンペーンとなった。試験観測は大きなトラブルなく行われた。各局で観測されたデータは韓国テジョンおよび水沢にある２つの独立な相関器で相関処理が行われ、一部は既に研究代表者の手元に届いている。
現在は試験データの解析を行なっており、さまざまな観点で性能評価・問題点の洗い出し(装置起因の人工偏波の決定・除去及びその安定度の検証や、相関器の両偏波処理特性の検証など)を徹底的に進めている最中である。本年度の結果を総合すると、VERA両偏波システムのインストールに加え、多数の観測局が参加した試験観測の２度の実施、一部相関データ配布なども得られたことから、当初の計画を上回る進捗があったものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
VERA両偏波観測網の整備が進展した一方、2020年4月に予定されていたEHT/EAVNキャンペーン観測が新型コロナウイルスの感染拡大により中止になってしまった。このキャンペーンは本研究計画の柱の１つであったために大変残念ではあるが、やむを得ない事情である。
そこで以下の通り研究計画をアップデートすることで、当初の研究目的を達成を試みる。(1): まず、観測ターゲットを変更する。当初はM87が対象であったが、3C454.3, CTA102, BLLacなどに変更する。これらはM87より遠方に位置するものの、非常に強力なジェットを持ち、その偏波データ分析はM87と等しく磁力線構造の解明にとって重要である。(2): (1)に応じて、使用データを変更する。上述の新規ターゲットは幸いにも、2019年12月及び2020年1月に行われたEAVN両偏波試験ですでに観測データを得ることができた。そこで本年度はこれらのデータを徹底的に分析し(22及び43GHz帯)、VERA・EAVNによるジェットの偏波マップを作成し、ジェット生成領域の磁場構造を考察する。以上の戦略は、解析が順調に進めば引き続き当初の目的と遜色ない結果が得られると期待され、新規データ取得が難しい状況において最善の策と考えている。
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