Study of State Transition Process in Active Galactic Nuclei based on Radiation Magnetohydrodynamic Simulations

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H01941
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 16010:Astronomy-related
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: Matsumoto Ryoji 千葉大学, 大学院理学研究院, 名誉教授 (00209660)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 洋介 千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (20397475) ; 山田 真也 立教大学, 理学部, 准教授 (40612073) ; 町田 真美 国立天文台, 科学研究部, 准教授 (50455200) ; 野田 博文 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (50725900) ; 高橋 博之 駒澤大学, 総合教育研究部, 准教授 (80613405)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 活動銀河中心核 / ブラックホール / 降着円盤 / X線観測 / 輻射磁気流体計算

Outline of Final Research Achievements

Global three-dimensional radiation magnetohydrodynamic code have been applied to simulate the accretion flow onto a super-massive black hole in active galactic nuclei. The structure and time variability of the accretion flow are studied when the accretion rate increases up to 10% of the Eddington accretion rate. The results show that (1) A Thomson thick and Compton-cooled region is formed outside the high-temperature hard X-ray emitting region near the black hole, (2) The azimuthal magnetic field is amplified in this region and the disk is supported by magnetic pressure, and (3) Magnetic flux tubes with reversed magnetic field directions above and below the equatorial plane merge and heat the disk by releasing the magnetic energy, The disk temperature is maintained at 0.1-1 keV.

Free Research Field

宇宙物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

活動銀河中心核のうち、広輝線が観測される1型と観測されない2型の間を遷移する　Changing Look 活動銀河核の増光時に観測される軟X線放射領域の形成機構を明らかにすることができた。また、この領域がセイファート銀河やクェーサー等の明るい活動銀河で観測される軟X線放射源であることが示唆された。加えて、X線分光撮像衛星XRISMに搭載する分光器とX線CCDカメラ Xtend の開発を進めた。2023年にXRISM衛星の打ち上げおよび初期運用を行い、初期成果の創出に向けて着実に観測が続けられている。