2021 Fiscal Year Annual Research Report
Wide-field survey for supermassive black holes in the cosmic dawn
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21H04494
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
松岡 良樹 愛媛大学, 宇宙進化研究センター, 准教授 (60547545)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2026-03-31
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| Keywords | 遠方クエーサーの発見と測定 / ブラックホールの種族調査 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に引き続き、すばる望遠鏡Hyper Suprime-Camの広域探査データから遠方クエーサー候補天体を抽出し、天体同定のためのスペクトル測定を実施した。この測定のために４月にすばる望遠鏡のFOCAS分光器を使用し、さらに年間を通して、スペイン領カナリア諸島に設置された大カナリア望遠鏡のOSIRIS分光器をキューモードにて使用した。得られたデータの解析から、新たに多数の遠方クエーサーを発見することに成功した。前年度までに蓄積された天体と新規発見天体を組み合わせ、遠方宇宙における数密度の測定を行なった。そのためには、探査の完全性、すなわち実際に遠方宇宙に存在するクエーサーのうち、何％を探査によって捉えられているかを、赤方偏移と光度の関数として計算しなければならない。そのために人工的なクエーサーモデルを作成してHyper Suprime-Camの画像に埋め込み、擬似観測・データ抽出を実施した。これにより完全性の関数を得て、探査による発見数を補正する形で、遠方クエーサーの数密度を測定した。これを光度の関数として描き、更なる調整を経て、あらゆる天体の最も基本的な観測物理量である「光度関数」を得ることが次のステップとなる。
また、遠方クエーサーの理解を側面から深めるために、より近傍宇宙におけるブラックホール種族の探査を進めた。銀河系内の恒星質量ブラックホールへの伴星からの質量供給に伴って起こるX線連星・アウトバーストに加えて、近傍銀河に見られる超高光度X線源についてHyper Suprime-Camの撮像データから環境を探り、その起源が中間質量のブラックホールであるか否かに結論を得るための研究を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の最大の目標の１つは、各赤方偏移におけるクエーサーの光度関数を描くことである。光度関数をビッグバン開始以降の時間の関数としてつなぐことで、巨大ブラックホールの形成・進化を紐解くことができる。当該年度には赤方偏移７付近においてクエーサー探査を順調に進め、探査の完全性の見積もりを終えて、光度関数を決定するための準備を全て終えることができた。このことから、計画はおおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
赤方偏移７付近における光度関数を完成させるため、赤方偏移と光度の関数としての完全性のさらなる検証・調整を進める。その後に我々の発見した低光度の遠方クエーサーを、先行研究で発見されている高光度の遠方クエーサーと組み合わせ、この赤方偏移における光度関数を決定する。さらに光度関数を積分することでクエーサーの電離光子放射率を測定し、宇宙再電離への遠方クエーサーの寄与率を推定して、再電離の起源に制限を与える。
一方で欧州宇宙機関が主導するEuclid衛星の打ち上げが近づくことから、そのデータを用いたさらなる遠方クエーサー探査を見据えて、データの性質、候補抽出のアルゴリズムなどについて検討を進める。
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[Journal Article] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS)2022
Author(s)
Brusa M.、Urrutia T.、Toba Y.、Buchner J.、Li J.-Y.、Liu T.、Perna M.、Salvato M.、Merloni A.、Musiimenta B.、Nandra K.、Wolf J.、Arcodia R.、Dwelly T.、Georgakakis A.、Goulding A.、Matsuoka Y.、Nagao T.、Schramm M.、Silverman J. D.、Terashima Y.
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Journal Title
Astronomy & Astrophysics
Volume: 661
Pages: A9～A9
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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