X線・多波長データ統合解析で探るブラックホール・ダウンサイジングの起源

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H01946
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 上田 佳宏 京都大学, 理学研究科, 教授 (10290876)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ブラックホール

Outline of Annual Research Achievements

Swift/BATによって発見されたコンプトン厚AGN候補52天体の広域スペクトルに対し、我々の開発したクランピートーラスモデル（XCLUMPY）を当てはめた。その結果、コンプトン厚な物質によって覆われている立体角の割合が、全AGNの統計解析から推定された値よりも有意に大きいことがわかった（Tanimoto, Ueda, et al.）。この結果は、コンプトン厚AGNが、ふつうのAGNと異なる中心核構造をもつことを示唆している。
銀河中心ブラックホールは、ほとんどの時期を、質量降着率が小さく活動的でない状態で過ごすと考えられる。理論によれば、そのような状態で定常的に放出されるジェットが、周囲へのフィードバックに重要な役割を果たすと予測されている。低光度期におけるブラックホール降着円盤の構造を理解するために、銀河系内ブラックホール連星 MAXI J1820+070の再増光期のおける多波長スペクトルデータの解析を行なった。その結果、円盤が輻射非効率降着流になっており、強いジェット放射が共存していることが明らかになった（Yoshitake, Shidatsu, Ueda et al.）。この結果は、2023年5月に行なわれた国際会議「第10回マイクロクェーサーワークショップ」で発表した。
遠方宇宙にうける隠されたAGNを探査するために、我々のチームが進めているALMA Lensing Cluster Surveyで見つかったミリ波銀河 180天体とChandra衛星によるX線カタログをマッチングすることで、X線を放射しているAGNを3天体同定した。多波長スペクトル分布の解析の結果、これらは星形成率とブラックホール成長率がともに非常に大きく、まさに銀河ブラックホールの共進化期にある種族であることが示唆された（Uematsu, Ueda et al.）。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

最新モデルを用いた近傍宇宙のコンプトン厚AGNの系統的な広域X線スペクトル解析、銀河系内ブラックホールX線連星の多波長観測による低質量降着率下にあるブラックホール降着円盤の振舞いの解明、X線を用いた遠方ミリ波銀河中の隠されたAGNの探査など、広いテーマで重要な成果を出すことができたといえる。

Strategy for Future Research Activity

さまざまな赤方偏移にあるX線で検出されたAGNの多波長スペクトルエネルギー分布（SED）解析を行なうことで、母銀河の星形成率・星質量とAGNのパラメータを同時に精度よく決定し、銀河と超大質量ブラックホール進化シナリオを検証する。そのために、クランピートーラスにポーラーダスト成分を加えた新しい多波長SEDモデルを開発する。XRISM衛星で得られた近傍AGNの精密X線分光データの解析を進め、その動的構造を解明する。

Research Products

• [Journal Article] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS). A multiwavelength view of WISE mid-infrared galaxies/active galactic nuclei (2022)
  • Author(s): Toba Y., Liu T., Urrutia T., Salvato M., Li J., Ueda Y., Brusa M., Yutani N., Wada K., Nishizawa A. J., Buchner J., Nagao T., Merloni A., Akiyama M., Arcodia R., Hsieh B.-C., Ichikawa K., Imanishi M., Inoue K. T., Kawaguchi T., Lamer G., Nandra K., Silverman J. D., Terashima Y.
  • Journal Title: Astronomy and Astrophysics Volume: 661 Pages: -
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202141547
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] ALMA Lensing Cluster Survey: ALMA-Herschel Joint Study of Lensed Dusty Star-forming Galaxies across z 竕? 0.5 - 6 (2022)
  • Author(s): Sun F., Egami E., Fujimoto S., et al. (Ueda Y.)
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 932 Pages: -
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac6e3f
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] NuSTAR Observations of 52 Compton-thick Active Galactic Nuclei Selected by the Swift/Burst Alert Telescope All-sky Hard X-Ray Survey (2022)
  • Author(s): Tanimoto A., Ueda Y., Odaka H., Yamada S., Ricci C.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Supplement Series Volume: 260 Pages: -
  • DOI: 10.3847/1538-4365/ac5f59
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] BASS. XXIV. The BASS DR2 Spectroscopic Line Measurements and AGN Demographics (2022)
  • Author(s): Oh K., Koss M. J., Ueda Y., Stern D., Ricci C., Trakhtenbrot B., Powell M. C., den Brok J. S., Lamperti I., Mushotzky R., Ricci F., Bテ、r R. E., Rojas A. F., Ichikawa K., Riffel R., Treister E., Harrison F., Urry C. M., Bauer F. E., Schawinski K.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Supplement Series Volume: 261 Pages: -
  • DOI: 10.3847/1538-4365/ac5b68
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] BASS. XXX. Distribution Functions of DR2 Eddington Ratios, Black Hole Masses, and X-Ray Luminosities (2022)
  • Author(s): Ananna T. T., Weigel A. K., Trakhtenbrot B., et al. (Ueda, Y.)
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Supplement Series Volume: 261 Pages: -
  • DOI: 10.3847/1538-4365/ac5b64
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Multiwavelength observations of the black hole X-ray binary MAXI J1820+070 in the rebrightening phase (2022)
  • Author(s): Yoshitake T., Shidatsu M., Ueda Y., Mineshige S., Murata K. L., Adachi R., Maehara H., Nogami D., Negoro H., Kawai N., Niwano M., Hosokawa R., Saito T., Oasa Y., Takarada T., Shigeyoshi T., Oister Collaboration
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 74 Pages: 805-814
  • DOI: 10.1093/pasj/psac038
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] BASS XXXVII: The Role of Radiative Feedback in the Growth and Obscuration Properties of Nearby Supermassive Black Holes (2022)
  • Author(s): Ricci C., Ananna T. T., Temple M. J., Urry C. M., Koss M. J., Trakhtenbrot B., Ueda Y., Stern D., Bauer F. E., Treister E., Privon G. C., Oh K., Paltani S., Stalevski M., Ho L. C., Fabian A. C., Mushotzky R., Chang C. S., Ricci F., Kakkad D., Sartori L., Baer R., Caglar T., Powell M., Harrison F.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 938 Pages: -
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac8e67
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] BASS XXXII: Studying the Nuclear Millimeter-wave Continuum Emission of AGNs with ALMA at Scales 竕イ100-200 pc (2022)
  • Author(s): Kawamuro T., Ricci C., Imanishi M., et al. (Ueda Y.)
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 938 Pages: -
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac8794
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] XXL-HSC: Link between AGN activity and star formation in the early Universe (z 筰セ 3.5) (2022)
  • Author(s): Pouliasis E., Mountrichas G., Georgantopoulos I., Ruiz A., Gilli R., Koulouridis E., Akiyama M., Ueda Y., Garrel C., Nagao T., Paltani S., Pierre M., Toba Y., Vignali C.
  • Journal Title: Astronomy and Astrophysics Volume: 667 Pages: -
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202243502
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Broadband X-Ray Spectral Analysis of the Dual AGN System Mrk 739 (2022)
  • Author(s): Inaba K., Ueda Y., Yamada S., Ogawa S., Uematsu R., Tanimoto A., Ricci C.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 939 Pages: -
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac97ec
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Probing the Structure and Evolution of BASS Active Galactic Nuclei through Eddington Ratios (2022)
  • Author(s): Ananna T. T., Urry C. M., Ricci C., et al. (Ueda Y.)
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 939 Pages: -
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ac9979
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] BASS. XXXIII. Swift-BAT Blazars and Their Jets through Cosmic Time (2022)
  • Author(s): Marcotulli L., Ajello M., Urry C. M., Paliya V. S., Koss M., Oh K., Madejski G., Ueda Y., Balokoviト? M., Trakhtenbrot B., Ricci F., Ricci C., Stern D., Harrison F., Powell M. C., BASS Collaboration
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 940 Pages: -
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac937f
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Obscured Fraction of Quasars at Cosmic Noon (2022)
  • Author(s): Vijarnwannaluk B., Akiyama M., Schramm M., Ueda Y., Matsuoka Y., Toba Y., Sawicki M., Gwyn S., Pflugradt J.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 941 Pages: -
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac9c07
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Extreme Nature of Four Blue-excess Dust-obscured Galaxies Revealed by Optical Spectroscopy (2022)
  • Author(s): Noboriguchi A., Nagao T., Toba Y., Ichikawa K., Kajisawa M., Kato N., Kawaguchi T., Matsuhara H., Matsuoka Y., Onishi K., Onoue M., Tamada N., Terao K., Terashima Y., Ueda Y., Yamashita T.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 941 Pages: -
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aca403
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Frontiers in accretion physics at high X-ray spectral resolution (2022)
  • Author(s): Gandhi P., Kawamuro T., Dテュaz Trigo M., Paice J. A., Boorman P. G., Cappi M., Done C., Fabian A. C., Fukumura K., Garcテュa J. A., Greenwell C. L., Guainazzi M., Makishima K., Tashiro M. S., Tomaru R., Tombesi F., Ueda Y.
  • Journal Title: Nature Astronomy Volume: 6 Pages: 1364-1375
  • DOI: 10.1038/s41550-022-01857-y
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Optical IFU observations of GOALS sample with KOOLS-IFU on Seimei Telescope: Initial results of nine U/LIRGs at z < 0.04 (2022)
  • Author(s): Toba Y., Yamada S., Matsubayashi K., Terao K., Moriya A., Ueda Y., Ohta K., Hashiguchi A., Himoto K. G., Izumiura H., Joh K., Kato N., Koyama S., Maehara H., Misato R., Noboriguchi A., Ogawa S., Ota N., Shibata M., Tamada N., Yanagawa A., Yonekura N., Nagao T., Akiyama M., Kajisawa M., Matsuoka Y.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 74 Pages: 1356-1367
  • DOI: 10.1093/pasj/psac073
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ALMA Lensing Cluster Survey: Properties of Millimeter Galaxies Hosting X-Ray-detected Active Galactic Nuclei (2022)
  • Author(s): Uematsu R., Ueda Y., Kohno K., Yamada S., Toba Y., Fujimoto S., Hatsukade B., Umehata H., Espada D., Sun F., Magdis G. E., Kokorev V., Ao Y.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 945 Pages: -
  • DOI: 10.3847/1538-4357/acb4e9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Multiwavelength observations of the black hole X-ray binary MAXI J1820+070 in the rebrightening phase (2023)
  • Author(s): Yoshihiro Ueda, Tomohiro Yoshitake et al.
  • Organizer: 10th Microquasar Workshop
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM) (2022)
  • Author(s): Yoshihiro Ueda and Makoto Tashiro
  • Organizer: 44th COSPAR Scientific Assembly
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Probing Torus Structure with X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM) (2022)
  • Author(s): Yoshihiro Ueda
  • Organizer: Torus 2022 Workshop
  • Int'l Joint Research / Invited