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2021 Fiscal Year Annual Research Report

特徴的な銀河団の長波長電波観測で迫る活動銀河核ジェットと銀河団物質の相互作用

Research Project

Project/Area Number 21H01135
Research InstitutionNational Astronomical Observatory of Japan

Principal Investigator

赤堀 卓也  国立天文台, 水沢VLBI観測所, 特任研究員 (70455913)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords電波天文学 / 銀河団 / 活動銀河核 / SKA
Outline of Annual Research Achievements

本研究は最新鋭の長波長電波望遠鏡によるシンクロトロン偏波・電波の観測によって、AGNジェットが銀河団ガスに対してどのように磁場・宇宙線・そしてエネルギーを供給しているのかを3年計画で究明するものである。特に衝突後期銀河団のAbell3376、衝突前期銀河団のCIZA1359、そしてクーリングフロー銀河団候補のPhoenixの、3つの特徴的な銀河団天体に焦点を当てて研究を推進する計画である。今年度は当初の計画通りAbell3376で1件の査読付き論文としてまとめ、Nature誌に掲載された。また関連する乱流磁場のファラデートモグラフィーの研究で1件の査読付き論文の成果を得た。Abell3376は、南アフリカのSKA先行機MeerKATを用いて観測した。特にNature誌掲載の1件では、ジェットが供給した宇宙線電子が加齢し再び再加速される様子と、ジェットと銀河団の磁場が強く相互作用することで磁場が折れ曲がる様子を克明に描き出すことに成功した。AGNジェットがこれほど強く銀河団磁場の影響を受けているということは新展開である。なおAbell3376のもう一件の論文(採録年で次年度に報告予定)でも、ジェットが電波レリックと接続している様を克明に明らかにすることができ、近年にLOFARやMeerKATで見えてきた銀河団内の淡い電波放射が豊かな銀河団磁場の構造を浮き彫りにし始めていることと合わせて、磁場の関わりが非常に重要であることを明確にした。現状の宇宙論的な構造形成・銀河団形成の数値実験では、AGNジェットの力学的・熱的な効果は近似的に取り入れられているが、このようなジェット(や宇宙線)と磁場の非熱的な相互作用を十分に考慮できておらず、さらなる研究が必要である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

衝突後期銀河団Abell3376については、中心のAGNジェットの論文に加えて銀河団全体についての論文も出版に至ることができた。さらに追加のMeerKAT観測提案を至るまでに至った。これは当初予定以上の進展である。CIZA1359については、GMRTの観測データの取得、解析環境の準備、解析の実施、そして考察を実施し、さらにMeerKATの観測データまで取り込んで議論を深め、銀河団の連結領域にて淡く広がった電波放射候補を世界で初めて発見した。複数の活動銀河核との位置対応がみられたことから、ここでもジェットの宇宙線供給の重要さの示唆を得ることができた。現在、論文にまとめているところである。並行して、X線の解析結果は論文を投稿中である。研究はおおむね順調に進展している。クーリングフロー銀河団候補のPhoenixについては、EAVNの観測データの取得、解析環境の準備、解析の実施、そして考察を実施し、さらに追加の観測提案をJVNとMeerKATに申請した。活動銀河核の放射が銀河内の激しい星形成やブラックホールの急成長の割には、比較的弱いことが分かりつつある。研究はおおむね順調に進展している。これらの中核の研究に加えて、境界領域たるファラデートモグラフィーの研究や介在銀河の研究でも進展がみられ、それらは次年度に論文出版に至ると期待している。

Strategy for Future Research Activity

Abell3376については当初の目標は達した。今後は東側レリックの詳細なスペクトル解析、および偏波の解析を進め、可能であれば論文化を目指す。MeerKAT観測提案が採択されたならば、そのデータの取得と解析も加える。またAbell3376の研究を通じて、屈折したジェットが銀河団とジェットとの相互作用を詳らかにできることを確信したので、MeerKATの銀河団レガシーサーベイから類似する屈折したジェットを選び出し、追加の解析あるいは新規の観測提案を進めていきたい。CIZA1359については、執筆中の論文を速やかに投稿し、X線の論文と合わせて2件の出版を目指す。これを当初の計画どおり来年度の中心的成果にしたい。合わせて、追加の観測が有意義がどうかの検討を行い、有効と判断する場合には観測提案を行う。PhoenixについてはJVNの観測データの解析を進める。EAVNの観測結果と組み合わせて、論文1件の草稿を目指す。MeerKAT観測提案が採択されたならば、そのデータの取得と解析も加える。これら以外にも、本研究をサポートする電波・偏波の理論研究も進める予定である。

  • Research Products

    (12 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] SARAO/North-West University(南アフリカ)

    • Country Name
      SOUTH AFRICA
    • Counterpart Institution
      SARAO/North-West University
  • [Int'l Joint Research] University of Nigeria(ナイジェリア)

    • Country Name
      NIGERIA
    • Counterpart Institution
      University of Nigeria
  • [Journal Article] On the Potential of Faraday Tomography to Identify Shock Structures in Supernova Remnants2022

    • Author(s)
      S. Ideguchi, T. Inoue, T. Akahori, K. Takahashi
    • Journal Title

      MNRAS

      Volume: 513 Pages: 3289-3301

    • DOI

      10.1093/mnras/stac1086

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Jets from MRC 0600-399 bent by magnetic fields in the cluster Abell 33762021

    • Author(s)
      J. O. Chibueze, H. Sakemi, T. Ohmura, M. Machida, H. Akamatsu, T. Akahori, H. Nakanishi, V. Parekh, R. van Rooyen, T. and T. Takeuchi
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 593 Pages: 47-50

    • DOI

      10.1038/s41586-021-03434-1

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 銀河団磁場と衝突するジェットの3次元磁気流体シミュレーション2022

    • Author(s)
      大村匠、James O. Chibueze、酒見はる香、町田真美、赤松弘規、赤堀卓也、中西裕之、Vira Parekh、Ruby van Rooyen、竹内努
    • Organizer
      2021年度国立天文台CfCAユーザーズミーティング
  • [Presentation] Interaction between an AGN jet and the intra-cluster magnetic field seen by MeerKAT: II. Numerical Simulation2021

    • Author(s)
      Ohmura, T., Chibueze, James O., Sakemi, H., Machida, M., Akamatsu, H., Akahori, T., Nakanishi, H., Parekh, V., van Rooyen, R., Takeuchi, T. T.
    • Organizer
      Linking the Science of Large Interferometer in the 2030s
  • [Presentation] 銀河団磁場との相互作用によって折れ曲がるジェット2021

    • Author(s)
      大村匠、James O. Chibueze、酒見はる香、町田真美、赤松弘規、赤堀卓也、中西裕之、Vira Parekh、Ruby van Rooyen、竹内努
    • Organizer
      日本天文学会2021年秋季年会
  • [Presentation] Magnetohydrodynamic simulations of the interaction between the jet and the intra-cluster magnetic field2021

    • Author(s)
      Ohmura, T., Chibueze, James O., Sakemi, H., Machida, M., Akamatsu, H., Akahori, T., Nakanishi, H., Parekh, V., van Rooyen, R., Takeuchi, T. T.
    • Organizer
      Extragalactic jets on all scales - launching, propagation, terminanion
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MeerKAT view of an interaction between radio jets and intra-cluster magnetic layers2021

    • Author(s)
      Hiroki Akamatsu, James O. Chibueze, Haruka Sakemi, Takumi Ohmura, Mami Machida, Takuya Akahori, Hiroyuki Nakanishi, Viral Parekh, Ruby van Rooyen and Tsutomu T. Takeuchi
    • Organizer
      A new window on the radio emission from galaxies, clusters and cosmic web
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Merger induced interaction between jets and intracluster magnetic fields2021

    • Author(s)
      Hiroki Akamatsu, James O. Chibueze, Haruka Sakemi, Takumi Ohmura, Mami Machida, Takuya Akahori, Hiroyuki Nakanishi, Viral Parekh, Ruby van Rooyen and Tsutomu T. Takeuchi
    • Organizer
      A new window on the radio emission from galaxies, clusters and cosmic web
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Interaction between an AGN jet and the intra-cluster magnetic field seen by MeerKAT2021

    • Author(s)
      H. Sakemi, J.O. Chibueze, T. Ohmura, M. Machida, H. Akamatsu, T. Akahori, H. Nakanishi, V. Parekh, R. van Rooyen, T.T. Takeuchi
    • Organizer
      East Asia SKA Workshop 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Interaction between an AGN jet and the intra-cluster magnetic field seen by MeerKAT: I. Observation2021

    • Author(s)
      Sakemi, H., Chibueze, J.O., Ohmura, T., Machida, M., Akamatsu, H., Akahori, T., Nakanishi, H., Parekh, V., van Rooyen, R., and Takeuchi, T. T.
    • Organizer
      Linking the science of large interferometers in the 2030s

URL: 

Published: 2023-12-25  

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