巨大ブラックホール周りの構造の起源と進化

• 研究課題/領域番号: 16H03959
• 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: 鹿児島大学
• 研究代表者: 和田 桂一 鹿児島大学, 理工学域理学系, 教授 (30261358)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2019年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 巨大ブラックホール / 星間ガス / 磁気流体計算 / 輻射輸送計算 / 多波長観測 / 磁気流体シミュレーション / 多次元輻射輸送 / 銀河合体 / 銀河中心 / 理論シミュレーション / 輻射輸送 / 輻射磁気流体 / 活動銀河核 / 活動銀河中心核 / 数値流体 / 銀河中心核 / ブラックホール

研究成果の概要

銀河中心の巨大ブラックホールからなる活動銀河中心核（AGN)について理論的研究と多波長観測との比較をおこなった。特に多次元の 輻射磁気流体計算 と 多波長擬似観測 を組み合わせ、1)トーラスやそれぞの起源と相互関係、　2) 構造を決める物理とパラメータ 、 3) 質量降着過程や、埋もれたAGNの起源などについて、特に近傍AGNの観測結果をよく説明する理論モデル（輻射噴水モデル）の構築に成功した。これらは今後、クェーサーや埋もれたAGNの宇宙論的進化過程や巨大ブラックホールの成長過程の理解、高赤方偏移AGNの観測データの理解に役立つ。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の現象論的な「トーラス」モデルと決定的に違うのは、基礎物理過程に立脚した多次元輻射流体計算に基づいて、低光度AGNから大質量ブラックホールを持つ高赤方偏移クェーサーまで統一的に扱える方法論を確立した点、また、輻射輸送計算と組み合わせることで、多波長観測データと直接比較できる、など、多くの可能性と将来性を示し、実際、近傍AGNに関して多波長観測（電波、可視・赤外、X線等）との直接比較に成功した。

研究成果

• [国際共同研究] シャルマース工科大学(スウェーデン)
• [国際共同研究] マックスプランク研究所(ドイツ)
• [国際共同研究] マックスプランク研究所/ミュンヘン大学(ドイツ)
• [国際共同研究] オンサラ観測所(スウェーデン)
• [国際共同研究] ジョーンズホプキンス大学(米国)
• [国際共同研究] Swinburne Institute of Technology(オーストラリア)
• [国際共同研究] Leiden University(オランダ)
• [雑誌論文] Mass Accretion toward Black Holes in the Final Phase of Galaxy Mergers (2020)
  • 著者名/発表者名: Takeru Kawaguchi, Naomichi Yutani, and Keiichi Wada
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 890 号: 2 ページ: 125-136
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab655a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Obscuring Fraction of Active Galactic Nuclei Implied by Supernova and Radiative Feedbacks (2020)
  • 著者名/発表者名: Kawakatu Nozomu、Wada Keiichi、Ichikawa Kohei
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 889 号: 2 ページ: 84-84
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab5f60
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magneto Rotational Instability in Magnetized AGN Tori (2018)
  • 著者名/発表者名: Kudoh Yuki、Wada Keiichi
  • 雑誌名: Galaxies 巻: 6 号: 4 ページ: 139-139
  • DOI: 10.3390/galaxies6040139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Circumnuclear Multiphase Gas in Circinus Galaxy. III. Structure of the Nuclear Ionized Gas (2018)
  • 著者名/発表者名: Wada Keiichi、Yonekura Kensuke、Nagao Tohru
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 867 号: 1 ページ: 49-49
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aae204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Circumnuclear Multiphase Gas in the Circinus Galaxy. II. The Molecular and Atomic Obscuring Structures Revealed with ALMA (2018)
  • 著者名/発表者名: Izumi, Takuma; Wada, Keiichi; Fukushige, Ryosuke; Hamamura, Sota; Kohno, Kotaro
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 867 号: 1 ページ: 48-67
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aae20b
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Circumnuclear Multi-phase Gas in the Circinus Galaxy. I. Non-LTE Calculations of CO Lines (2018)
  • 著者名/発表者名: Wada Keiichi、Fukushige Ryosuke、Izumi Takuma、Tomisaka Kohji
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 852 号: 2 ページ: 88-88
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa9e53
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ALMA Reveals an Inhomogeneous Compact Rotating Dense Molecular Torus at the NGC 1068 Nucleus (2018)
  • 著者名/発表者名: Imanishi Masatoshi、Nakanishi Kouichiro、Izumi Takuma、Wada Keiichi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 853 号: 2 ページ: L25-L25
  • DOI: 10.3847/2041-8213/aaa8df
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The life cycle of starbursting circumnuclear gas discs (2018)
  • 著者名/発表者名: Schartmann, M.; Mould, J.; Wada, K.; Burkert, A.; Durr, M.; Behrendt, M.; Davies, R. I.; Burtscher, L.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 巻: 473 号: 1 ページ: 953-968
  • DOI: 10.1093/mnras/stx2381
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Luminous, pc-scale CO 6-5 emission in the obscured nucleus of NGC 1377 (2017)
  • 著者名/発表者名: Aalto, S.; Muller, S.; Costagliola, F.; Sakamoto, K.; Gallagher, J. S.; Falstad, N.; K. Henig, S.; Dasyra, K.; Wada, K.; Combes, F.; Garcia-Burillo, S.; Kristensen, L. E.; Martin, S.; van der Werf, P.; Evans, A. S.; Kotilainen, J.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics, 巻: 608 ページ: A22-A22
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201730650
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Multi-phase Nature of a Radiation-driven Fountain with Nuclear Starburst in a Low-mass Active Galactic Nucleus (2016)
  • 著者名/発表者名: Wada, Keiichi; Schartmann, Marc; Meijerink, Rowin
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 828 号: 2 ページ: L19-L19
  • DOI: 10.3847/2041-8205/828/2/l19
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A precessing molecular jet signaling an obscured, growing supermassive black hole in NGC 1377? (2016)
  • 著者名/発表者名: Aalto, S.; Costagliola, F.; Muller, S.; Sakamoto, K.; Gallagher, J. S.; Dasyra, K.; Wada, K.; Combes, F.; Garcia-Burillo, S.; Kristensen, L. E.; Martin, S.; van der Werf, P.; Evans, A. S.; Kotilainen, J.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 590 ページ: A73-A73
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201527664
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 銀河中心核トーラスにおける輻射圧を考慮した磁気流体数値実験 (2019)
  • 著者名/発表者名: 工藤祐己、和田桂一
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
• [学会発表] Dynamical pictures of tori and the multi-phase ISM (2018)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Wada
  • 学会等名: TORUS 2018 The many faces of the AGN obscuration
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 3D Magnetohydorodynamic Simulations of AGN Torus (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kudoh, Keiichi Wada
  • 学会等名: THE POWER OF FARADAY TOMOGRAPHY --- TOWARDS 3D MAPPING OF COSMIC MAGNETIC FIELDS ---
• [学会発表] 大局的3次元磁気流体計算による銀河中心核トーラスの磁気的活動性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 工藤祐己
  • 学会等名: 日本天文学会春季年会
• [学会発表] AGN輻射噴水モデルII (2017)
  • 著者名/発表者名: 和田桂一
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
• [学会発表] Molecular, atomic, and ionized gas in AGN with starburst (2017)
  • 著者名/発表者名: 和田桂一
  • 学会等名: Behind the curtain of dust II: The molecular and multi-wavelength view of activity in ULIRGs
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] AGN輻射駆動噴水モデル：Circinus galaxyでの検証 (2017)
  • 著者名/発表者名: 和田桂一
  • 学会等名: 日本天文学会春季年会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県・福岡市）
• [学会発表] How can AGNs be obscured with the radiative and starburst feedback (2016)
  • 著者名/発表者名: 和田桂一
  • 学会等名: Hidden Monsters: Obscured AGN and Connections to Galaxy Evolution
  • 発表場所: ハノーバ（USA）
  • 年月日: 2016-08-08
  • 国際学会
• [学会発表] Multi-phase nature of the radiation-driven fountain with the nuclear starburst (2016)
  • 著者名/発表者名: 和田桂一
  • 学会等名: HSC-AGN workshop
  • 発表場所: 東京大学IPMU（千葉県・柏市）
  • 国際学会