Ｘ線・可視光で探る活動銀河核電離領域ガスの化学組成の研究

• Project/Area Number: 12J10755
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: Japan Aerospace Exploration Agency
• Principal Investigator: 鮫島 寛明 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥3,630,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2012: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 活動銀河核 / 超巨大ブラックホール / 光電離ガス / 化学進化 / 化学組成 / 第一世代星

Outline of Annual Research Achievements

宇宙に存在する金属の起源は、星が寿命を終えて超新星爆発を起こした際にばらまかれたものである。従って宇宙初期から現在に至るまでの金属の変化、すなわち化学進化を知ることで星の形成史に迫ることができる。特に宇宙初期の化学進化の情報は、宇宙で最初に星が生まれた時期を探る上で極めて重要である。遠方にあっても明るく、スペクトルに金属由来の輝線・吸収線が多く見られる活動銀河核は宇宙初期の化学進化を探るのに最も適した天体であるが、そのスペクトルから化学組成を導出する方法が確立されていない点が最大の課題となり、長らく大きな進展はない状況であった。
スペクトルから化学組成を導出する方法を確立すべく、私は活動銀河核可視光スペクトルの最大のデータベースであるスローン・デジタル・スカイサーベイ (SDSS) から明るい活動銀河核であるクェーサー約17,000天体分のスペクトルを解析し、 鉄とマグネシウムの輝線強度の測定を行った。その結果、これらの輝線強度は輻射場の強さを表すエディントン比というパラメータに強く依存していることを発見した。次にその原因を探るべく、天文学研究で広く使われている光電離コード Cloudy で輻射のシミュレーションを行った。最近の研究から示唆されるX線強度や活動銀河核ガスのパラメータへの制限を考慮して可能な範囲で網羅的に調査した結果、エディントン比に応じてガス密度が変化し、それによって輝線強度が大きく変化していることを明らかにした。これは、従来化学組成の指標とされていた輝線強度比がガス密度に大きく依存していることを示唆する重大な結果である。さらにガス密度依存性を補正することで、輝線強度比から信頼性のある化学組成の導出法を考案することに世界で初めて成功した。これは活動銀河核による化学進化研究では画期的なものであり、今後の宇宙化学進化研究にとっての大きな礎を築くことができた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Presentation] クェーサー広輝線領域の[Mg/Fe]組成比診断法 (2015)
  • Author(s): 鮫島寛明
  • Organizer: 日本天文学会2015年春季年会
  • Place of Presentation: 大阪大学
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [Presentation] 「すざく」で観測されたPGクェーサーX線スペクトルの主成分分析 (2014)
  • Author(s): 鮫島寛明
  • Organizer: 日本天文学会2014年秋季年会
  • Place of Presentation: 山形大学
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] Suzaku observation of low-redshift PG quasars. (2014)
  • Author(s): 鮫島寛明、海老沢研
  • Organizer: Suzaku-Maxi Conference 2014
  • Place of Presentation: 愛媛大学(愛媛県松山市)
• [Presentation] 輻射輸送コード Cloudy を用いた活動銀河核電離領域ガスの Fe/Mg 組成比の診断 (2014)
  • Author(s): 鮫島寛明、川良公明、吉井譲
  • Organizer: 日本天文学会2014年春季年会
  • Place of Presentation: 国際基督教大学(東京都三鷹市)
• [Presentation] 「SWIMS」で探る活動銀河核電離領域ガスの化学進化 (2013)
  • Author(s): 鮫島寛明
  • Organizer: 第2回 SWIMS サイエンスワークショップ
  • Place of Presentation: 天文学教育研究センター(東京都三鷹市)
  • Year and Date: 2013-08-05
• [Presentation] 近傍AGN多波長モニタ観測による広輝線領域電離ガスへの制限 (2013)
  • Author(s): 鮫島寛明、海老沢研
  • Organizer: 日本天文学会2013春季年会
  • Place of Presentation: 埼玉大学(埼玉県)
  • Year and Date: 2013-03-22
• [Presentation] エディントン比の影響を考慮したクエーサーBLRガスのFe/Mg組成比の赤方偏移進化 (2012)
  • Author(s): 鮫島寛明、川良公明
  • Organizer: 日本天文学会2012秋季年会
  • Place of Presentation: 大分大学(大分県)
  • Year and Date: 2012-09-20
• [Presentation] Properties of Fell emitting clouds in AGN (2012)
  • Author(s): 鮫島寛明
  • Organizer: AGN Workshop 2012 in Jeju
  • Place of Presentation: Ramada Plaza Hotel (韓国)
  • Year and Date: 2012-09-12
• [Presentation] SXS simulation of a variable partial covering model for Seyfert l galaxies (2012)
  • Author(s): 鮫島寛明、海老沢研
  • Organizer: Astro-H Summer School
  • Place of Presentation: CO-OP INN KYOTO (京都府)
  • Year and Date: 2012-08-20
• [Presentation] 多波長観測で迫る活動銀河核電離領域ガスの化学組成 (2012)
  • Author(s): 鮫島寛明、川良公明
  • Organizer: 松山ブラックホールワークショップ
  • Place of Presentation: 愛媛大学(愛媛県)
  • Year and Date: 2012-06-21