ミリ波帯偏波VLBI観測によるブラックホールジェットの収束機構の解明

• 研究課題/領域番号: 15H03644
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 東洋大学
• 研究代表者: 萩原 喜昭 東洋大学, 文学部, 教授 (60399300)
• 研究分担者: 河野 裕介 国立天文台, 水沢VLBI観測所, 助教 (00370106) ; 藤澤 健太 山口大学, 時間学研究所, 教授 (70311181)
• 連携研究者: 小山 友明 国立天文台, 水沢VLBI観測所, 特任専門員 (70425403) ; 秦 和弘 国立天文台, 水沢VLBI観測所, 助教 (60724458) ; 本間 希樹 国立天文台, 水沢VLBI観測所, 教授 (20332166) ; 米倉 覚則 茨城大学, 理学部, 教授 (90305665) ; 嶺重 慎 京都大学, 大学院理学研究科, 教授 (70229780) ; 新沼 浩太郎 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (30434260)
• 研究協力者: 鈴木 駿策 国立天文台, 水沢VLBI観測所, 研究技師 ; 笹田 真人 広島大学, 宇宙科学センター, 特任助教 (10725352)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円); 2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円); 2015年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
• キーワード: ブラックホール / ジェット / 磁場 / 活動銀河核 / 超巨大ブラックホール / 磁場構造 / 電波干渉計 / VLBI / 天文学 / 電波天文学 / 天体磁場 / 偏波・偏光 / 天文 / 電波天文 / 電波ジェット

研究成果の概要

活動銀河の中心にある巨大ブラックホール近傍から噴出するジェットの生成・加速・収束の様子を捉えるためには、ジェット周辺の磁場構造をジェットが光学的により薄くなるミリ波帯で直接撮像することが重要である。
その実現には、ジェットの根元周辺の磁場を高い空間分解能で連続的に撮像する超長基線電波干渉計(VLBI)が必要である。本課題では、まずVERAを構成する２局の電波望遠鏡の受信機を整備し、偏波受信観測を可能にした。さらにVERAと韓国VLBI網を結合して、日韓5局の望遠鏡を結合した偏波VLBI網を新たに立ち上げ、43ギガヘルツ帯でのブラックホール・ジェットの定常的な高空間分解能での観測に道筋を付けた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

巨大ブラックホール最近傍からのガスの噴出流であるジェットは銀河全体の明るさに比して桁違いの光度で輝き、宇宙における最もダイナミックなエネルギー現象である。その噴出メカニズムを捉えるのは、現代天文学の解決すべき問題の一つである。ジェットが生成されるブラックホールの周囲を取り巻く環境の研究は、ブラックホール自体の存在やその基本的な性質をより明確化すると考えられる。ブラックホールが、現在の宇宙の構造と共に、１３８億年の歴史の中でどのように作られてきたかを知ることは、人類共通の根源的な問題に直接アプローチすることにつながるといえよう。

研究成果

• [国際共同研究] 韓国天文研究院 (KASI)(韓国)
• [雑誌論文] East Asian VLBI Network - Evolution and Future of EAVN (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Hagiwara
  • 雑誌名: 東洋大学紀要 自然科学篇 巻: 63 ページ: 47-55
  • NAID: 120006621787
• [雑誌論文] Extragalactic Astronomical Masers - Recent results of sub-millimeter maser observations (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Hagiwara
  • 雑誌名: 東洋大学文学部紀要 第72集 国際文化コミュニケーション研究 巻: 2 ページ: 111-119
• [雑誌論文] Optical Emission and Particle Acceleration in a Quasi-stationary Component in the Jet of OJ 287 (2018)
  • 著者名/発表者名: Sasada Mahito , Jorstad Svetlana , Marscher Alan P. , Bala Vishal , Joshi Manasvita , MacDonald Nicholas R. , Malmrose Michael P. , Larionov Valeri M. , Morozova Daria A. , Troitsky Ivan S. , et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 864 号: 1 ページ: 67-67
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aad553
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Collimation, Acceleration, and Recollimation Shock in the Jet of Gamma-Ray Emitting Radio-loud Narrow-line Seyfert 1 Galaxy 1H0323+342 (2018)
  • 著者名/発表者名: Hada Kazuhiro、Doi Akihiro、Wajima Kiyoaki、D’Ammando Filippo、Orienti Monica、Giroletti Marcello、Giovannini Gabriele、Nakamura Masanori、Asada Keiichi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 860 号: 2 ページ: 141-141
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aac49f
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Searches for H2O Masers toward Narrow-Line Seyfert 1 galaxies (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Hagiwara, Akihiro DOi, Kazuya Hachisuka, Shinji Horiuchi
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: - 号: 3
  • DOI: 10.1093/pasj/psy046
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Space VLBI Astronomy: Current Status and Future Prospects (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Hagiwara
  • 雑誌名: JOURNAL OF TOYO UNIVERSITY NATURAL SCIENCE 巻: 62 ページ: 33-42
  • NAID: 120006453636
• [雑誌論文] Pilot KaVA monitoring on the M 87 jet: Confirming the inner jet structure and superluminal motions at sub-pc scales (2017)
  • 著者名/発表者名: Hada, Kazuhiro; Sawada-Satoh, Satoko (15番目); 他(計40名)
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 69 号: 4 ページ: 71-80
  • DOI: 10.1093/pasj/psx054
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] High-frequency Quasi-periodic Light Variations from Arc-shaped Gas Clouds Falling onto a Black Hole (2017)
  • 著者名/発表者名: Moriyama Kotaro、Mineshige Shin、Takahashi Hiroyuki R.
  • 雑誌名: Astrophys. J. 巻: 850 号: 1 ページ: 56-56
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa92cb
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A comparative study of amplitude calibrations for the East Asia VLBI Network: A priori and template spectrum methods (2017)
  • 著者名/発表者名: Cho, Ilje; Jung, Taehyun; Zhao, Guang-Yao; Akiyama, Kazunori; Sawada-Satoh, Satoko; Kino, Motoki; Byun, Do-Young; Sohn, Bong Won; Shibata, Katsunori M.; Hirota, Tomoya; Niinuma, Kotaro; Yonekura, Yoshinori; Fujisawa, Kenta; Oyama, Tomoaki
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 69 号: 6
  • DOI: 10.1093/pasj/psx090
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Development of the Phase-up Technology of the Radio Telescopes: 6.7 GHz Methanol Maser Observations with Phased Hitachi 32 m and Takahagi 32 m Radio Telescopes (2017)
  • 著者名/発表者名: Takefuji K.、Sugiyama K.、Yonekura Y.、Saito T.、Fujisawa K.、Kondo T.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of the Pacific 巻: 129 号: 981 ページ: 114504-114504
  • DOI: 10.1088/1538-3873/aa898c
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Face-on Accretion System in High-mass Star Formation: Possible Dusty Infall Streams within 100 AU (2017)
  • 著者名/発表者名: Motogi Kazuhito、Hirota Tomoya、Sorai Kazuo、Yonekura Yoshinori、Sugiyama Koichiro、Honma Mareki、Niinuma Kotaro、Hachisuka Kazuya、Fujisawa Kenta、Walsh Andrew J.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 849 号: 1 ページ: 23-23
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa8d75
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Submillimeter Continuum Emission of Active Galactic Nuclei (2017)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara, Yoshiaki
  • 雑誌名: 東洋大学紀要 自然科学篇 巻: 61 ページ: 79-87
  • NAID: 120006029239
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Extragalactic Astronomical Masers II (2017)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara, Yoshiaki
  • 雑誌名: 東洋大学紀要, dialogos, 文学部英語コミュニケーション学科篇 巻: 17 ページ: 105-114
• [雑誌論文] The Structure and Propagation of the Misaligned Jet M87 (2017)
  • 著者名/発表者名: Hada, Kazuhiro
  • 雑誌名: Galaxies 巻: 5 号: 1 ページ: 2-9
  • DOI: 10.3390/galaxies5010002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Radiation hydrodynanmic simulations of a super-Eddington accretor as a model for ultra-luinous sources (2017)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, T., Mineshige, S., Kawashima, T., Ohsuga, K., Hashizume, K.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 69 号: 2 ページ: 33-33
  • DOI: 10.1093/pasj/psx006
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Search for Submillimeter H2O Masers in Active Galaxies: The Detection of 321 GHZ H2O Maser Emission in NGC 4945 (2016)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara, Y., Horiuchi, S., Doi, A., Miyoshi, M., Edwards, P. G.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 827 号: 1 ページ: 69-69
  • DOI: 10.3847/0004-637x/827/1/69
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] New method for probing Kerr space-time based on imaging observation of in-falling gas blob (2016)
  • 著者名/発表者名: Moriyama, K., Mineshige, S.
  • 雑誌名: Pub. Astron. Soc. Japan 巻: 68 号: 3
  • DOI: 10.1093/pasj/psw019
  • 査読あり
• [雑誌論文] First Simultaneous mapping of four 7 mm SiO maser lines using the OCTAVE System (2016)
  • 著者名/発表者名: Oyama, T., Kono, Y., Suzuki, S., Kanaguchi, M., Nishikawa, T., Kawaguchi, N., Hirota, T., Nagayama, T., Kobayashi, H., Imai, H., Kuwahara, S., Kano, A., Oyadomari, M., Chong, S.-N.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 68 号: 6
  • DOI: 10.1093/pasj/psw099
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The discovery of new AGN candidates within the field of Fermi unassociated γ-ray sources (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujinaga, Yoshitaka; Niinuma, Kotaro; Kimura, Atsushi; Fujisawa, Kenta; Oyama, Tomoaki; Mizuno, Syota; Kono, Yusuke; Takemura, Shinji; Sawada-Satoh, Satoko; Akutagawa, Kengo; Sugiyama, Koichiro; Motogi, Kazuhito; Fukuzaki, Yoshihiro
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 未定 号: 5
  • DOI: 10.1093/pasj/psv026
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Observations of 6.7 GHz methanol masers with East-Asian VLBI Network. II. Internal proper motion measurement in G006.79-00.25 (2016)
  • 著者名/発表者名: Koichiro SUGIYAMA, Kenta FUJISAWA, Kazuya HACHISUKA, Yoshinori YONEKURA, Kazuhito MOTOGI et al. (その他24名)
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 未定 号: 5
  • DOI: 10.1093/pasj/psv089
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Water Vapour Maser Emission in the Type 2 Seyfert Galaxy NGC 1068 (2016)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara, Y.
  • 雑誌名: 東洋大学紀要 自然科学篇 巻: 60 ページ: 67-75
  • NAID: 120005820156
• [雑誌論文] Observations of 6.7 GHz methanol masers with East-Asian VLBI Network. II. Internal proper motion measurement in G006.79-00.25 (2016)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, Koichiro, Fujisawa, Kenta, Hachisuka, Kazuya, Yonekura, Yoshinori, Motogi, Kazuhito, Sawada-Satoh, Satoko, Matsumoto, Naoko, Hirano, Daiki, Hayashi, Kyonosuke, Kobayashi, Hideyuki, Kawaguchi, Noriyuki, Shibata, Katsunori M., Honma, Mareki, Hirota, Tomoya, Murata, Yasuhiro, Doi, Akihiro, Ogawa, Hideo, et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan, accepted 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] The discovery of new AGN candidates within the field of Fermi unassociated γ-ray sources (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujinaga, Yoshitaka, Niinuma, Kotaro, Kimura, Atsushi, Fujisawa, Kenta, Oyama, Tomoaki, Mizuno, Syota, Kono, Yusuke, Takemura, Shinji, Sawada-Satoh, Satoko, Akutagawa, Kengo, Sugiyama, Koichiro, Motogi, Kazuhito, Fukuzaki, Yoshihiro
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan, accepted 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accelerating a water maser face-on jet from a high mass young stellar object (2016)
  • 著者名/発表者名: Motogi, Kazuhito, Sorai, Kazuo, Honma, Mareki, Hirota, Tomoya, Hachisuka, Kazuya, Niinuma, Kotaro, Sugiyama, Koichiro, Yonekura, Yoshinori, Fujisawa, Kenta
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan, accepted 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-resolution Imaging of Water Maser Emission in the Active Galaxies NGC 6240 and M51 (2015)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara, Y., Edwards, P. G.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 815 号: 2 ページ: 124-129
  • DOI: 10.1088/0004-637x/815/2/124
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Current Status of the EAVN Experiments (2015)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara, Y., An, T., Jung, T., Rho, D.-G., Zhang, M., Hao, L., Fujisawa, K., Yonekura, Y., Baan, W., Kim, J., Kobayashi, H.
  • 雑誌名: Publications of The Korean Astronomical Society 巻: 30 ページ: 641-643
  • 国際共著
• [雑誌論文] First Parallax Measurements Towards a 6.7 GHz Methanol Maser with the Australian Long Baseline Array - Distance to G 339.884-1.259 (2015)
  • 著者名/発表者名: Krishnan, V., Ellingsen, S. P., Reid, M. J., Brunthaler, A., Sanna, A., McCallum, J., Reynolds, C., Bignall, H. E., Phillips, C. J., Dodson, R., Rioja, M., Caswell, J. L., Chen, X., Dawson, J. R., Fujisawa, K., Goedhart, S., Green, J. A., Hachisuka, K., Honma, M., Menten, K., et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 805 号: 2 ページ: 129-140
  • DOI: 10.1088/0004-637x/805/2/129
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A flare of methanol maser in S255 (2015)
  • 著者名/発表者名: Fujisawa, Kenta, Yonekura, Yoshinori, Sugiyama, Koichiro, Horiuchi, Hikari, Hayashi, Takehiro, Hachisuka, Kazuya, Matsumoto, Naoko, Niinuma, Kotaro
  • 雑誌名: The Astronomer's Telegram, No.8286 巻: 8286 ページ: 1-1
  • 国際共著
• [雑誌論文] New method for black-hole spin measurement based on flux variation from an infalling gas ring (2015)
  • 著者名/発表者名: Moriyama, K., Mineshige, S.
  • 雑誌名: Pub. Astron. Soc. Japan 巻: 67 号: 6
  • DOI: 10.1093/pasj/psv074
  • 査読あり
• [学会発表] 日韓VLBI による、43GHz帯偏波 VLBI試験観測経過報告及び活動銀河核ジェット収束機構の研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 萩原喜昭、河野祐介、鈴木駿策、秦和弘、小山友明、宇賀裕哉、松枝知佳 (国立天文台)、藤沢健太、新沼浩太郎 (山口大)、嶺重慎 (京都大)、米倉覚則 (茨城大)、笹田真人 (広島大)
  • 学会等名: 日本天文学会2019年春季年会
• [学会発表] VERA 43GHz帯用両偏波受信システムの開発と活動銀河核ジェットの生成・収束機構の研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 萩原喜昭、河野祐介、鈴木駿策、秦和弘、小山友明、宇賀裕哉、松枝知佳 (国立天文台)、藤澤健太、新沼浩太郎 (山口大)、嶺重慎 (京都大)、米倉覚則 (茨城大)、笹田真人 (広島大)
  • 学会等名: 日本天文学会2018年秋季年会
• [学会発表] VERA43GHz帯両偏波化とKaVA偏波試験観測の進捗状況 (2018)
  • 著者名/発表者名: 萩原喜昭、科研費研究チーム(河野祐介、鈴木駿策、秦和弘、小山友明、宇賀裕哉、藤澤健太、新沼浩太郎、米倉覚則、笹田真人)
  • 学会等名: 2018年度VLBI懇談会シンポジウム
• [学会発表] VERA-upgrade計画の進捗III (2018)
  • 著者名/発表者名: 小山友明、河野祐介、鈴木駿策、宇賀裕哉、山内彩、永山匠、寺家孝明 (国立天文台)、他VERAプロジェクトチーム
  • 学会等名: 日本天文学会2018年秋季年会
• [学会発表] VERA-upgrade 計画の進捗 II (2018)
  • 著者名/発表者名: 小山友明、河野祐介、鈴木駿策、宇賀裕哉、永山匠、寺家孝明(国立天文台)、他 VERAプロジェクトチーム
  • 学会等名: 日本天文学会2018年春季年会
• [学会発表] Probing circumnuclear region of AGN with masers (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Hagiwara
  • 学会等名: Black Hole Astrophysics with VLBI:Past, Present, and Future
  • 発表場所: 国立天文台 (三鷹市)
  • 年月日: 2017-03-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The East Asia VLBI Network (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Hada
  • 学会等名: Black Hole Astrophysics with VLBI - Past, Present and Future
  • 発表場所: 国立天文台 (三鷹市)
  • 年月日: 2017-03-27
  • 国際学会
• [学会発表] High-resolution imaging of H2O maser towards the type 2 Seyfert NGC1068 (ポスター発表) (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Hagiwara
  • 学会等名: 日本天文学会2017年春季年会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス (福岡市)
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] 高感度VLBI電波観測によるM87ジェットのspine-sheath構造の検出 (2017)
  • 著者名/発表者名: 秦和弘
  • 学会等名: 日本天文学会2017年春季年会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス (福岡市)
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] 山口干渉計の狭帯域試験観測（口頭発表） (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤沢健太
  • 学会等名: 日本天文学会2017年春季年会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス (福岡市)
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] 大学VLBI連携の現状と将来（ポスター発表） (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤沢健太、大学VLBI連携
  • 学会等名: 日本天文学会2017年春季年会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス (福岡市)
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] Probing Circumnuclear Region of AGNs with Masers (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Hagiwara
  • 学会等名: ALMA Long Baseline Workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 43GHz 帯VERA両偏波化の現状 (口頭発表) (2016)
  • 著者名/発表者名: 萩原喜昭
  • 学会等名: 2016年VLBI懇談会シンポジウム
  • 発表場所: 山口大学 吉田キャンパス 大学会館
  • 年月日: 2016-12-27
• [学会発表] Radio Imaging of M87 at low frequencies (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Hada
  • 学会等名: EHT Collaboration meeting 2016
  • 発表場所: ボストン、 アメリカ合衆国
  • 年月日: 2016-11-29
  • 国際学会
• [学会発表] G33.641-0.228のメタノールメーザが示す１日以下の時間変動（ポスター発表） (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤沢健太（山口大学）
  • 学会等名: 日本天文学会2016年春季年会
  • 発表場所: 首都大学東京 南大沢キャンパス（東京都八王子市）
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] Recent VLBI Activities in East Asia (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Hagiwara
  • 学会等名: マックスプランク研究所 VLBI セミナー
  • 発表場所: マックスプランク研究所 電波天文学、Bonn、ドイツ連邦共和国
• [学会発表] 水沢・入来局43GHz帯受信機両偏波化に向けて（口頭発表） (2015)
  • 著者名/発表者名: 萩原喜昭 (東洋大学)
  • 学会等名: 2015年VLBI懇談会シンポジウム
  • 発表場所: 東洋大学 白山キャンパス
  • 年月日: 2015-12-24
• [学会発表] 活動銀河におけるサブミリ波帯 H2O メーザー探査 II（口頭発表） (2015)
  • 著者名/発表者名: 萩原喜昭 (東洋大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2015年秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学 岡本キャンパス（兵庫県）
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 230GHz国内VLBI実験報告（口頭発表） (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤沢健太（山口大学）
  • 学会等名: 日本天文学会2015年秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学 岡本キャンパス（兵庫県）
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 大学VLBI連携の将来計画（ポスター発表） (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤沢健太（山口大学）
  • 学会等名: 日本天文学会2015年秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学 岡本キャンパス（兵庫県）
  • 年月日: 2015-09-09
• [図書] ブラックホール天文学（新天文学ライブラリー３） (2016)
  • 著者名/発表者名: 嶺重 慎
  • 総ページ数: 306
  • 出版者: 日本評論社