2023 Fiscal Year Research-status Report
Understanding the mass growth process of supermassive black holes from ALMA high-angular-resolution observations
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21K03632
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
今西 昌俊 国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (00311176)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 超巨大ブラックホール / 活動銀河中心核 / 分子ガス / ALMA / 干渉計 / 電波 / ミリ波 / サブミリ波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙に存在する銀河の中心には、ほぼ100%の確率で超巨大ブラックホールが存在し、銀河の星と中心の超巨大ブラックホールの質量の間には相関があることが観測から分かっている。従って、銀河と超巨大ブラックホールは互いに影響を及ぼし合いながら、「共進化」してきたと考えられている。今まさに超巨大ブラックホールに盛んに物質が落ち込んで活動的になり、周囲の降着円盤が非常に明るく輝いている活動銀河中心核は、宇宙の超巨大ブラックホールの質量成長を理解する上で極めて重要な天体である。電波の(サブ)ミリ波で高空間分解能が実現し、超巨大ブラックホールのすぐそばに存在する高密度分子ガスからの輝線を観測できるALMAは、本研究を進める上で極めて強力な観測施設である。
本年度は、活動銀河中心核を持つ合体銀河の中心核の高密度分子ガス輝線のALMA観測データを詳しく解析し、非局所熱平衡モデルの計算結果と比較した。その結果、活発に質量降着する超巨大ブラックホールを持つ合体銀河は、そうでない銀河に比べて、（1）より高密度で高温の分子ガスが中心核付近に集中して分布していること、（2）ホルミルイオン（HCO+）に対するシアン化水素（HCN）の組成比が中心核で増加していることを定量的に見出し、2編の主著査読論文として出版した（Imanishi et al. 2023a ApJ 950 75; Imanishi et al. 2023b ApJ 954 148）。一連の研究成果に関して、国際学会での50分の招待レビュー講演の単著の集録論文も1編出版した（Imanishi 2024 IAUS 380 23）。私が成果創出に重要な貢献をした共著査読論文も21編出版/受理された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
主著査読論文を2編（Imanishi et al. 2023a ApJ 950 75; Imanishi et al. 2023b ApJ 954 148）、国際研究会の招待講演の13ページの単著の集録論文を1編（Imanishi 2024 IAUS 380 23）出版することができ、研究成果を世界に公表するという主要目的を十二分に果たすことができたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年8月にデータが取得されたものの、まだ私の所に配布されていないALMAによる近傍活動銀河中心核の超高空間分解能の高密度分子ガス輝線データを解析し、活動的な超巨大ブラックホールへの質量降着の物理過程を、観測的により詳細に明らかにする。
並行して、一定の割合の活動的な超巨大ブラックホールでは、一定の物理条件が満たされれば、周囲で非常に明るい水分子のメーザー放射が観測される。超巨大ブラックホールのすぐ近傍から来ているこの非常に明るい水メーサー放射を用いれば、中心の超巨大ブラックホールの質量を、力学的手法を用いて、他のどの手法よりも定量的に最も正しく導出することができると期待されている。この手法で研究を発展させ、実際のALMA観測データの取得へと繋げていきたい。
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| Causes of Carryover |
コロナの影響で、国内外で開催される研究会参加のための出張を控えてきたため、旅費の使用実績がコロナ前に策定した計画よりも少なめになっている。コロナが終息を迎えつつある今、国内外の研究会に積極的に現地参加し、自身の成果を世界に公表して日本の存在感を示すための活動を再開していきたいと考えている。
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Research Products
(40 results)
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[Journal Article] eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS)2023
Author(s)
Ichikawa Kohei、Yamashita Takuji、Merloni Andrea、Li Junyao、Liu Teng、Salvato Mara、Akiyama Masayuki、Arcodia Riccardo、Dwelly Tom、Chen Xiaoyang、Imanishi Masatoshi、Inayoshi Kohei、Kawaguchi Toshihiro、Kawamuro Taiki、et al.
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Journal Title
Astronomy & Astrophysics
Volume: 672
Pages: A171～A171(20pp)
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Quasar Luminosity Function at z = 72023
Author(s)
Matsuoka Yoshiki、Onoue Masafusa、Iwasawa Kazushi、Strauss Michael A.、Kashikawa Nobunari、Izumi Takuma、Nagao Tohru、Imanishi Masatoshi、Akiyama Masayuki、Silverman John D.、Asami Naoko、et al.
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Journal Title
The Astrophysical Journal Letters
Volume: 949
Pages: L42～L42 (8pp)
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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