| Project/Area Number |
20H00178
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 16:Astronomy and related fields
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
岡 朋治 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (10291056)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小嶋 崇文 国立天文台, 先端技術センター, 准教授 (00617417)
竹川 俊也 神奈川大学, 工学部, 助教 (10827851)
西山 正吾 宮城教育大学, 教育学部, 准教授 (20377948)
野村 真理子 弘前大学, 理工学研究科, 助教 (50756351)
松本 浩典 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (90311365)
浅山 信一郎 国立天文台, チリ観測所, 准教授 (60390621)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥46,150,000 (Direct Cost: ¥35,500,000、Indirect Cost: ¥10,650,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2020: ¥24,180,000 (Direct Cost: ¥18,600,000、Indirect Cost: ¥5,580,000)
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| Keywords | ブラックホール / 銀河系中心 / 星間物質 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究課題は、銀河系（天の川銀河）中に1億個以上浮遊すると考えられる「見えない」ブラックホール、および銀河中心に遍く存在すると考えられる「超巨大ブラックホール」の種となる「中質量ブラックホール」を、星間空間に広がる分子ガスの分布・運動の情報を使用する全く新しい手法によってくまなく検出しようとするものです。この研究によって、銀河系内のブラックホールの空間・質量分布が明らかにされます。これからブラックホールの合体・成長の様子を把握することができ、これを礎にして「ブラックホール天文学」が創始されることが期待されます。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、既存の大型観測装置を駆使して、銀河系内に無数に浮遊していると考えられる「見えない」恒星質量ブラックホール、および未だ確実な検出例のない「中質量ブラックホール」の探査を強力に推進する。具体的には、ASTE 10m望遠鏡に搭載する超広帯域500 GHz帯受信機を開発し、我々のグループが銀河系中心領域で多数発見した「高速度コンパクト雲」の観測研究を重点的に推し進める。加えて、高解像度イメージングに基づき、一部の高速度コンパクト雲に内包されると考えられる「見えない」ブラックホールの存在確認をあらゆる角度から行う。これらは合体成長を繰り返すことによって中心核「超巨大ブラックホール」の形成・成長に寄与すると考えられており、本研究の成果は一般の銀河と銀河中心核の共進化の理解に貢献する。
今年度(2023年度)、ASTE望遠鏡は1年半にわたる副鏡動作障害から復旧し、科学観測が再開された。本研究で進める観測プロジェクトには8月から9月にかけて合計25日間の観測時間が割り当てられ、7天体の観測を行うことに成功した。その結果、6天体においてCO J=4-3スペクトル線が検出され、そのうち1天体について[CI]スペクトル線が検出された（+2天体で暫定的検出）。
一方で、既存の大型共同利用観測装置を使用した観測研究を平行して進めており、科学的成果は着実に積み重ねられている。具体的には、以下のような成果が上がっている。
1. 銀河系円盤部の高速度幅分子雲およびその周辺の特異構造が、暗黒物質サブハローの銀河系円盤部への突入によって生成されたことを示唆する観測的証拠の発見。
2. 銀河系中心核「いて座A*」の230 GHz光度の時間変動解析から、53分周期の明瞭な正弦波的変動を検出。相対論的ビーミング効果の理論式をフィットする事により軌道速度を算出し、これから降着円盤の傾斜角を i<5°と制限。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ASTE 10m望遠鏡の500 GHz帯受信機は、本研究の初年度(2020年度)に超広帯域化のアップグレードが順調に完了し、ほぼ当初の予定通り2021年12月に望遠鏡への搭載が行われた。しかしながら、2021年11月に望遠鏡副鏡の駆動装置に障害が発生し、当装置の修理・調整が必要となった。更に、当時南米でも猛威を振るっていた新型コロナウイルスの影響により、業者によるチリでの現地作業の手筈が直ちには整わず、修理完了とASTE試験観測の再開までにかなりの時間を要することになった。この事情により本研究は約1年半の遅滞を余儀なくされた。ASTE遠鏡は今年度(2023年度)初めに障害から復旧し、6月に科学観測が再開された。
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| Strategy for Future Research Activity |
最大の懸念事項となっているASTE望遠鏡副鏡の駆動障害については、2023年3月の現地復旧作業により解消され、同年6月より科学運用が再開された。これによって、遅れていた500 GHz帯の高速度コンパクト雲の観測を重点的に推し進め、詳細なデータ解析に基づき不活性なブラックホールによって駆動された雲の特定を急ぎたい。また、これまでに他の大型共同利用装置によって進めてきた観測研究の取りまとめを行い、本研究課題の最終年度は論文出版を加速させたい。
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