Multi-scale investigation of active galactic nuclei with super-high spatial resolution observations

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K04029
• Research Institution: Kyoto Sangyo University
• Principal Investigator: 岸本 真 京都産業大学, 理学部, 教授 (00733354)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 宇宙物理 / 光学赤外線天文学 / ブラックホール

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，様々な銀河の中心の巨大ブラックホールへの質量降着及び中心からの質量放出現象を，0.1 pc から100 pc のマルチスケールにわたって探査するものである。このような巨大ブラックホール系は「活動銀河核」と呼ばれている。

本年度はまず，10 - 100 pc スケールにおける３次元構造を，データから直接再構築する方法の確立を行なった。100 pc スケール程度以下において，各ガス雲の速度が，銀河中心の巨大ブラックホールからの距離に比例することを仮定すると，高空間分解能撮像分光データから，ガス雲の３次元幾何学的分布を直接求めることができる。この際，速度と距離の間の比例定数を決める必要があるが，これも，我々の視線方向が特別なものではないと仮定すると求めることができる。この方法を，活動銀河核を持つ近傍の明るい銀河 NGC1068 に実際に適用すると，極方向に「中空のコーン状の領域」が広がっていることが浮かび上がってくる。こうした結果と，0.1 - 10 pc における最近の赤外・サブミリ波干渉計の結果とをあわせて，0.1 pc から 100 pc のスケールにわたって，中心核から離れるにしたがって，中心核から見込む角度が極方向に向かって高くなっていくような（いわゆる flaring geometryの）中空構造を推測するに至った。本年度は，本研究の基礎となるこうした幾何学的構造と速度場構造を整理し，Astrophysical Journal に投稿論文としてまとめた (Miyauchi & Kishimoto 2020, ApJ, 904, 149)。

一方，0.1 pc スケールに対しては，チリの近赤外干渉計装置 GRAVITY を用いて，南天の明るい活動銀河核 IRAS09149-6206 の高速回転ガス雲の構造について，点対称からのずれ／偏りを検出した（GRAVITY Collaboration et al. 2020, A&A, 643, A154）。これは今後の画像再合成の足掛かりとなるものである。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2020年度はコロナ禍により４月および８月のチリでの中間赤外干渉計観測が中止となってしまった。また，同様にコロナ禍でカリフォルニアのCHARA干渉計における超低ノイズ近赤外検出器の導入計画も１年遅れとなってしまっている。

Strategy for Future Research Activity

中断していたチリでの観測が再開され，2021年4月と8月に，中間赤外干渉計を用いた観測を予定している。また，同じく2021年4月に，カリフォルニアのCHARA干渉計を用いた近赤外観測を予定している。全てリモート観測となるが，これらで複数のデータを確保し，0.1 - 10 pc スケールの探査を推進する予定である。

Causes of Carryover

今年度はコロナ禍で観測が中止となり，予定していた旅費支出が無かったため。次年度以降の複数の観測旅費として執行予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Southampton(英国)
  • Country Name: UNITED KINGDOM
  • Counterpart Institution: University of Southampton
• [Int'l Joint Research] Max Planck Inst. Extraterrestrial Phy./European Southern Observatory(ドイツ)
  • Country Name: GERMANY
  • Counterpart Institution: Max Planck Inst. Extraterrestrial Phy./European Southern Observatory
• [Int'l Joint Research] University of California, Santa Barbara/Georgia State University(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: University of California, Santa Barbara/Georgia State University
• [Int'l Joint Research] University of Chile/European Southern Observatory(チリ)
  • Country Name: CHILE
  • Counterpart Institution: University of Chile/European Southern Observatory
• [Int'l Joint Research] Observatoire de la Cote d’Azur(フランス)
  • Country Name: FRANCE
  • Counterpart Institution: Observatoire de la Cote d’Azur
• [Journal Article] Velocity-inverted Three-dimensional Distribution of the Gas Clouds in the Type 2 AGN NGC 1068 (2020)
  • Author(s): Miyauchi Ryuji、Kishimoto Makoto
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 904 Pages: 149～149
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abc264
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The spatially resolved broad line region of IRAS 09149-6206 (2020)
  • Author(s): GRAVITY Collaboration、Amorim A.、Bauboeck M.、Brandner W.、Clenet Y.、Davies R.、de Zeeuw P. T.、Dexter J.、Eckart A.、Eisenhauer F.、Foerster Schreiber N. M.、Gao F.、Garcia P. J. V.、Genzel R.、Gillessen S.、Gratadour D.、Hoenig S.、Kishimoto M.、et al.
  • Journal Title: Astronomy & Astrophysics Volume: 643 Pages: A154～A154
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202039067
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Infrared polarimetry of AGNs (2020)
  • Author(s): Makoto Kishimoto
  • Organizer: AGN and Polarimetry
  • Int'l Joint Research / Invited