The emergence of the supermassive black hole-galaxy mass relations at z > 1

• 研究課題/領域番号: 18H01251
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分16010:天文学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: SILVERMAN John 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 教授 (90573030)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円); 2020年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2018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: supermassive black holes / near-infrared / galaxy evolution / coevolution / HST / Infrared / host galaxies / Astrophysics / quasars / Optical / optical / high redshift / Supermassive black holes / AGN / AGN evolution

研究成果の概要

我々はハッブル宇宙望遠鏡とすばる望遠鏡を用いて，赤方偏移z~2までのクェーサー母銀河の恒星質量と銀河中心の超大質量ブラックホールの質量との関係を調査した. 母銀河の恒星質量と銀河中心の超大質量ブラックホールの質量の比は直近80億年もであり進化していないことを発見した. さらに，質量比の分散もおおむね一定であることを初めて発見した. この結果は，クェーサーフィードバックを取り入れることで，母銀河と超大質量ブラックホール両者の質量成長の関係に制限をかけている数値シミュレーションの結果とも整合的である. 銀河と超巨大ブラックホールは一緒に成長してきた，すなわち共進化してきたことが判明した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題において，国際的な論文誌にて複数の論文を出版した．また，国際学会においても研究成果の発表を行った．結果として，本研究は初期宇宙におけるクェーサー母銀河の研究に高い影響を与え，ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡なども用いた該当分野の研究を国際的にリードしている.

研究成果

• [国際共同研究] Princeton University/University of California, Los Angeles(米国)
• [国際共同研究] UCLA/Princeton University(米国)
• [国際共同研究] University of California, Los Angeles/Carnegie Mellon/University of Hawaii(米国)
• [国際共同研究] Max Plank Institute for Astronomy(ドイツ)
• [雑誌論文] A Machine-learning Approach to Assessing the Presence of Substructure in Quasar-host Galaxies Using the Hyper Suprime-cam Subaru Strategic Program (2023)
  • 著者名/発表者名: Nagele Chris、Silverman John D.、Hartwig Tilman、Li Junyao、Bottrell Connor、Ding Xuheng、Toba Yoshiki
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 947 号: 1 ページ: 30-30
  • DOI: 10.3847/1538-4357/acbd4a
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Inferences on Relations between Distant Supermassive Black Holes and Their Hosts Complemented by the Galaxy Fundamental Plane (2022)
  • 著者名/発表者名: Silverman John D.、Li Junyao、Ding Xuheng
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 933 号: 2 ページ: 165-165
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac7648
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Concordance between Observations and Simulations in the Evolution of the Mass Relation between Supermassive Black Holes and Their Host Galaxies (2022)
  • 著者名/発表者名: Ding Xuheng、Silverman John D.、Treu Tommaso、Li Junyao、Bhowmick Aklant K.、Menci Nicola、Volonteri Marta、Blecha Laura、Matteo Tiziana Di、Dubois Yohan
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 933 号: 2 ページ: 132-132
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac714c
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] On the Connection between Supermassive Black Holes and Galaxy Growth in the Reionization Epoch (2022)
  • 著者名/発表者名: Li Junyao、Silverman John D.、Izumi Takuma、He Wanqiu、Akiyama Masayuki、Inayoshi Kohei、Matsuoka Yoshiki、Onoue Masafusa、Toba Yoshiki
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 931 号: 1 ページ: L11-L11
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ac6de8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Synchronized Coevolution between Supermassive Black Holes and Galaxies over the Last Seven Billion Years as Revealed by Hyper Suprime-Cam (2021)
  • 著者名/発表者名: Li Junyao、Silverman John D.、Ding Xuheng、Strauss Michael A.、Goulding Andy、Schramm Malte、Yesuf Hassen M.、Sun Mouyuan、Xue Yongquan、Birrer Simon、Shi Jingjing、Toba Yoshiki、Nagao Tohru、Imanishi Masatoshi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 922 号: 2 ページ: 142-142
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac2301
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Optical Spectroscopy of Dual Quasar Candidates from the Subaru HSC-SSP program (2021)
  • 著者名/発表者名: Tang S.、Silverman J.D.、Ding X.、Li J.、Lee K.-G.、Strauss M.A.、Goulding A.、Schramm M.、Kawinwanichakij L.、Xavier P.J.、Hennawi J.F.、Imanishi M.、Iwasawa K.、Toba Y.、Kayo I.、Oguri M.、Matsuoka Y.、Onoue M.、Jahnke K.、Ichikawa K.、Hartwig T.、Kashikawa N.、Kawaguchi Toshihiro、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 922 号: 1 ページ: 83-83
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac1ff0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program: A Mass-dependent Slope of the Galaxy Size-Mass Relation at z < 1 (2021)
  • 著者名/発表者名: Kawinwanichakij Lalitwadee、Silverman John D.、Ding Xuheng、George Angelo、Damjanov Ivana、Sawicki Marcin、Tanaka Masayuki、Taranu Dan S.、Birrer Simon、Huang Song、Li Junyao、Onodera Masato、Shibuya Takatoshi、Yasuda Naoki
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 921 号: 1 ページ: 38-38
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac1f21
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Sizes of Quasar Host Galaxies in the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (2021)
  • 著者名/発表者名: Li Junyao、Silverman John D.、Ding Xuheng、Strauss Michael A.、Goulding Andy、Birrer Simon、Yesuf Hassen M.、Xue Yongquan、Kawinwanichakij Lalitwadee、Matsuoka Yoshiki、Toba Yoshiki、Nagao Tohru、Schramm Malte、Inayoshi Kohei
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 918 号: 1 ページ: 22-22
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac06a8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dual Supermassive Black Holes at Close Separation Revealed by the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (2020)
  • 著者名/発表者名: Silverman J.D., Tang S., Lee K.-G., T. Hartwig, A. Goulding, M.A. Strauss, M. Schramm, X. Ding, R. Riffel, S. Fujimoto, C. Hikage, M. Imanishi, K. Iwasawa, K. Jahnke, I. Kayo, N. Kashikawa, T. Kawaguchi, 他16名
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 899 号: 2 ページ: 154-154
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aba4a3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Testing the Fidelity of Simulations of Black Hole-Galaxy Coevolution at z ～1.5 with Observations (2020)
  • 著者名/発表者名: Ding Xuheng、Treu Tommaso、Silverman John D.、Bhowmick Aklant K.、Menci N.、Di Matteo Tiziana
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 896 号: 2 ページ: 159-159
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab91be
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Mass Relations between Supermassive Black Holes and Their Host Galaxies at 1 < z < 2 with HST/WFC3 (2020)
  • 著者名/発表者名: Ding Xuheng、Silverman John、Treu Tommaso、Schulze Andreas、Schramm Malte、Birrer Simon、Park Daeseong、Jahnke Knud、Bennert Vardha N.、Kartaltepe Jeyhan S.、Koekemoer Anton M.、Malkan Matthew A.、Sanders David
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 888 号: 1 ページ: 37-37
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab5b90
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Quasars are signposts of bulges in formation (2022)
  • 著者名/発表者名: John Silverman
  • 学会等名: Galaxy evolution meeting in Crete
  • 国際学会
• [学会発表] Dual supermassive black holes from the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Survey (2022)
  • 著者名/発表者名: John Silverman
  • 学会等名: Black Hole Astrophysics with the VLBI
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Massive galaxies and their supermassive black holes (2021)
  • 著者名/発表者名: John Silverman
  • 学会等名: University of Victoria, Colloquium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Quasar host galaxies with the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic program, a precursor for LSST (2021)
  • 著者名/発表者名: John Silverman
  • 学会等名: LSST AGN Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] Quasar Host Galaxies with HSC-SSP, a precursor study for LSST (2021)
  • 著者名/発表者名: John Silverman
  • 学会等名: LSST AGN Workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Massive galaxies and their supermassive black holes (2021)
  • 著者名/発表者名: John Silverman
  • 学会等名: University of Victoria
  • 招待講演
• [学会発表] Supermassive black holes: towards a holistic understanding in our universe (2020)
  • 著者名/発表者名: John Silverman
  • 学会等名: ICRR/KIPMU public lecture
  • 招待講演