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ブラックホール時空の新決定法の実用化:落下ガスの観測データを用いて

研究課題

研究課題/領域番号 17J08829
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 天文学
研究機関国立天文台 (2018)
京都大学 (2017)

研究代表者

森山 小太郎  国立天文台, 水沢VLBI観測所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2018年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードブラックホールへの降着流 / 降着円盤 / ブラックホール物理学 / 重力 / 磁気流体シミュレーション / 放射輸送 / 相対論的過程
研究実績の概要

これまでの研究において、研究代表者はブラックホールに落下するガス雲からの光度変動を用いたブラックホールスピンの新しい測定法の提唱を行ない、一般相対論的放射磁気流体シミュレーションにより、現実的な系でガス雲モデルを検証し、方法論の原理的な部分を完成させた。昨年は、提唱した方法論の観測への適用をメインテーマとして研究を行った。
研究代表者が独自に提唱した方法論に対する最も本質的かつ理想的な観測は、超長基線電波干渉計(VLBI) を用いた、ブラックホール候補天体のなかで最大の視半径を持つSgr A*, M87 の直接撮像である。特にEvent Horizon Telescope(EHT) を用いたVLBI 観測の発展によって、世界初のブラックホール近傍の撮像画像が近未来に得られる可能性が高まっている。そのため、新スピン測定法をVLBI観測の観測ターゲットに適用できるように一般化した。さらに、ブラックホールへの間欠的なガス雲の落下を想定したEHT模擬観測を実行し、スピンの測定精度と方法論の有用性を検証した。
また、研究代表者は近い将来得られるであろうEHT観測に、提唱した方法論を適用するための準備を行った。まず、EHT計画のメンバーとして、ブラックホールに落下するガス雲の直接撮像観測のデータ解析・プログラム開発に携わり、実際の観測データの解析に貢献した。開発されたソフトウェアは、パブリックライブラリとして近日公開が予定されている。観測技術や解析方法の取得を完了するために、EHTの中心機関であるマサチューセッツ工科大学のヘイスタック天文台に約2ヶ月滞在した。
このように研究代表者独自のブラックホールスピン測定法の理論的な提唱に加え、それを観測に適用するための準備を完了し、現在観測と理論の適応を開始している。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole2019

    • 著者名/発表者名
      The Event Horizon Telescope Collaboration、Kawashima Tomohisa、 et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 875 号: 1 ページ: L1-L1

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab0ec7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] First M87 Event Horizon Telescope Results. II. Array and Instrumentation2019

    • 著者名/発表者名
      The Event Horizon Telescope Collaboration、Kawashima Tomohisa、 et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 875 号: 1 ページ: L2-L2

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab0c96

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] First M87 Event Horizon Telescope Results. III. Data Processing and Calibration2019

    • 著者名/発表者名
      The Event Horizon Telescope Collaboration、Kawashima Tomohisa、 et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 875 号: 1 ページ: L3-L3

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab0c57

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] First M87 Event Horizon Telescope Results. IV. Imaging the Central Supermassive Black Hole2019

    • 著者名/発表者名
      The Event Horizon Telescope Collaboration、Kawashima Tomohisa、 et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 875 号: 1 ページ: L4-L4

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab0e85

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] First M87 Event Horizon Telescope Results. V. Physical Origin of the Asymmetric Ring2019

    • 著者名/発表者名
      The Event Horizon Telescope Collaboration、Kawashima Tomohisa、 et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 875 号: 1 ページ: L5-L5

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab0f43

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] First M87 Event Horizon Telescope Results. VI. The Shadow and Mass of the Central Black Hole2019

    • 著者名/発表者名
      The Event Horizon Telescope Collaboration、Kawashima Tomohisa、 et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 875 号: 1 ページ: L6-L6

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab1141

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High-frequency Quasi-periodic Light Variations from Arc-shaped Gas Clouds Falling onto a Black Hole2017

    • 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

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ブラックホールへの落下ガス雲のVLBI 直接撮像を想定したスピン 測定法2018

    • 著者名/発表者名
      森山小太郎、嶺重慎、本間希樹
    • 学会等名
      日本天文学会秋季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] New methods for probing black-hole space-time based on infalling gas clouds2018

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Moriyama, Shin Mineshige, & Hiroyuki R. Takahashi
    • 学会等名
      Dawn of a new era for black hole jets in active galaxies
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ブラックホールへ間欠的に落下するガス雲の光度変動と偏光の関係2018

    • 著者名/発表者名
      森山小太郎、嶺重慎、高橋博之
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Quasi-periodic high-frequency light variations from spiral gas clouds falling to a black hole2017

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Moriyama, Shin Mineshige, & Hiroyuki R. Takahashi
    • 学会等名
      European Week of Astronomy and Space Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ブラックホールへ落下するスパイラルガス雲の運動と放射特性2017

    • 著者名/発表者名
      森山小太郎、嶺重慎、高橋博之
    • 学会等名
      ブラックホール磁気圏研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      水本岬希, 森山小太郎, 海老沢研, 嶺重慎, 川中宣太
    • 学会等名
      日本天文学会春期年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ブラックホールへ落下するガス雲の光度特性とスピンの観測に向けて2017

    • 著者名/発表者名
      森山小太郎、嶺重慎、高橋博之
    • 学会等名
      水沢VLBI ミーティング
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ブラックホールへ落下するガス雲の光度特性とスピンの観測に向けて2017

    • 著者名/発表者名
      森山小太郎、嶺重慎、高橋博之
    • 学会等名
      ブラックホール事象の地平面研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ブラックホールへのガス雲の光度特性とスピン依存性2017

    • 著者名/発表者名
      森山小太郎、嶺重慎、高橋博之
    • 学会等名
      アウトフロー研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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