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高分散・高時間分解能X線観測を用いたブラックホール近傍での降着・放出現象の理解

Research Project

Project/Area Number 15J07567
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Astronomy
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

水本 岬希  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
KeywordsX線天文学 / 活動銀河核 / ブラックホール / ブラックホール連星
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、活動銀河核中心の超巨大ブラックホール近傍での質量放出現象に関する研究を行なった。中心ブラックホール近傍からは、円盤風とよばれる質量放出現象が観測されている。この円盤風は、X線エネルギースペクトル内において、青方偏移した鉄イオンの吸収線からその存在が確認され、これまでに柱密度、電離度、視線速度などの物理パラメータが求められている。一方で、吸収線からでは、視線上に存在する円盤風の情報しか原理的に求めることができなかったため、視線外の円盤風から得られる情報、特に円盤風の立体角に関しては制限をつけることができていなかった。
そこで私は、X線反響ラグ(reverberation lag)に着目した。ブラックホール中心付近の放射領域から出てきたX線光子は、直接観測されるものもあれば、周囲の物質に跳ね返って観測されるものもある。周囲の物質に跳ね返ったX線のエネルギースペクトルには、6.4keVの蛍光鉄輝線や、6.7keVや7.0keVの鉄イオンの共鳴散乱による輝線が見られる。また、跳ね返ったX線は、直接観測されるX線より長い光路を辿って観測されるため、時間遅れが生じる。この時間遅れの情報を使うことで、ブラックホール近傍にどのような物質が存在しているのか、そのジオメトリを調べることができる。
これまで、観測されているX線反響ラグは、降着円盤での反射によって起こっているとするモデルが多く提唱されてきた。しかし私は、このモデルに立つと他の観測事実との間に矛盾が生じることを明らかにした。一方で、X線反響ラグが円盤風での反射によって起こるとするならば、全ての観測事実を矛盾なく自然に説明できることを、初めて明らかにした。このことから、X線反響ラグを使うことで、円盤風の構造、とくに立体角に制限をつけることができることを示した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Can the relativistic light-bending model explain X-ray spectral variations of Seyfert galaxies?2018

    • Author(s)
      Mizumoto Misaki、Moriyama Kotaro、Ebisawa Ken、Mineshige Shin、Kawanaka Norita、Tsujimoto Masahiro
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 00 Issue: 3 Pages: 1-16

    • DOI

      10.1093/pasj/psy032

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nature of the warm absorber outflow in NGC 40512017

    • Author(s)
      Misaki Mizumoto & Ken Ebisawa
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 466 Issue: 3 Pages: 3259-3271

    • DOI

      10.1093/mnras/stw3364

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Application of data science techniques to disentangle X-ray spectral variation of super-massive black holes2017

    • Author(s)
      Sean Pike, Ken Ebisawa, Shiro Ikeda, Mikio Morii, Misaki Mizumoto & Eriko Kusunoki
    • Journal Title

      JAXA Research and Development Report: Journal of Space Science Informatics Japan

      Volume: 6 Pages: 73-87

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Origin of the Characteristic X-ray Spectral Variations of IRAS 13224-38092016

    • Author(s)
      Hiroki Yamasaki, Misaki Mizumoto, Ken Ebisawa & Hiroaki Sameshima
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 68 Issue: 5

    • DOI

      10.1093/pasj/psw070

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] ariability of the X-ray Broad Iron Spectral Features in Active Galactic Nuclei and Black-hole Binaries2016

    • Author(s)
      Misaki Mizumoto, Ken Ebisawa, Masahiro Tsujimoto, and Hajime Inoue
    • Journal Title

      Astronomische Nachrichten

      Volume: 337 Issue: 4-5 Pages: 507-511

    • DOI

      10.1002/asna.201612338

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Origin of the X-ray Broad Iron Spectral Feature in GRS 1915+1052016

    • Author(s)
      Misaki Mizumoto, Ken Ebisawa, Masahiro Tsujimoto, and Hajime Inoue
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Origin of the Broad Iron Line Feature and the Soft X-ray Variation in Seyfert Galaxies2016

    • Author(s)
      Naoki Iso, Ken Ebisawa, Hiroaki Sameshima, Misaki Mizumoto, Takehiro Miyakawa, Hajime Inoue and Hiroki Yamasaki
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] X-ray reverberation lags due to AGN winds2018

    • Author(s)
      水本岬希
    • Organizer
      日本天文学会2018年春期年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 活動銀河核から放射される X 線の時間変動と時間遅れ(ラグ)の解釈2017

    • Author(s)
      水本岬希
    • Organizer
      日本天文学会 2017年春期年会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2017-03-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] X-ray short time lags in the Fe-K band produced by disk winds in active galactic nuclei2017

    • Author(s)
      Misaki Mizumoto
    • Organizer
      AGN Winds on the Georgia Coast
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fe-K short-time lags produced by distant clouds in active galactic nuclei2017

    • Author(s)
      水本岬希
    • Organizer
      日本天文学会2017年秋期年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Partial covering origin of X-ray spectral variations of Seyfert galaxies2016

    • Author(s)
      Misaki Mizumoto
    • Organizer
      Shining from the Heart of Darkness: Black Hole Accretion and Jets
    • Place of Presentation
      Kathmandu Nepal
    • Year and Date
      2016-10-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characteristic X-ray spectral variations in the iron L-band of IRAS 13224-3089, 1H0707-495 and NGC 40512016

    • Author(s)
      Misaki Mizumoto
    • Organizer
      Breaking the Limits: Super-Eddington Accretion on Compact Objects
    • Place of Presentation
      Sardinia Italy
    • Year and Date
      2016-09-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] X線スペクトル変動解析による NGC 4051 のアウトフロー構造の制限2016

    • Author(s)
      水本岬希
    • Organizer
      日本天文学会 2016年秋期年会
    • Place of Presentation
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Spectro-temporal diagnostics to evaluate physical structure around the AGN2016

    • Author(s)
      Misaki Mizumoto
    • Organizer
      XMM-Newton: The Next Decade
    • Place of Presentation
      Madrid Spain
    • Year and Date
      2016-05-09
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] すざく衛星搭載CCDカメラXIS検出器に生じた電荷漏れの影響と対策2015

    • Author(s)
      水本岬希, 辻本匡弘, 村上弘志, 勝田哲, 中島真也, 和田師也, 堂谷忠靖, 林田清, 森浩二, 信川正順, Eric D. Miller, 他 XIS チーム
    • Organizer
      日本天文学会2015年秋期年会
    • Place of Presentation
      甲南大学 (兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-09-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Variabilities of the X-ray Broad Iron Spectral Features in Active Galactic Nuclei and Black-hole Binaries2015

    • Author(s)
      Misaki Mizumoto, Ken Ebisawa, Masahiro Tsujimoto, and Hajime Inoue
    • Organizer
      The Extremes of Black Hole Accretion
    • Place of Presentation
      Madrid (Spain)
    • Year and Date
      2015-06-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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