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多重AGNの統合研究で紐解く超巨大ブラックホールの起源

研究課題

研究課題/領域番号 19H00697
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分16:天文学およびその関連分野
研究機関筑波大学

研究代表者

梅村 雅之  筑波大学, 計算科学研究センター, 特命教授 (70183754)

研究分担者 長尾 透  愛媛大学, 宇宙進化研究センター, 教授 (00508450)
松田 有一  国立天文台, アルマプロジェクト, 助教 (20647268)
高橋 労太  苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (40513453)
大内 正己  東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (40595716)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2021年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2020年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2019年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
キーワード巨大ブラックホール / 活動銀河核 / 超巨大BH / 超巨大ブラックホー / 超巨大ブラックホール
研究開始時の研究の概要

本研究では,最先端の理論と観測を統合したアプローチにより多重AGNを徹底的に調べ,超巨大ブラックホールの起源を明らかにする。理論では,一般相対論的輻射磁気流体コードを用いたブラックホール降着円盤の精密なモデル構築,AGNと銀河の共進化ならびに超巨大ブラックホール合体のシミュレーションを行う。観測では狭帯域フィルターを製作し,Lya, CIV, HeII輝線のコンビネーション観測を実現するとともに,連結NBフィルターによる線幅の広い1型AGNの観測を行うことで,赤方偏移2~3における多重AGNのカタログを作成する。そして,理論と観測を突き合わせることで,多重AGNと銀河の共進化過程を探究する。

研究成果の概要

本研究の目的は,最先端の理論と観測による多重AGNの統合研究により超巨大ブラックホールの起源を紐解くことにある。理論では,多重AGNの発現のシミュレーションのために必要な近似の無い3次元一般相対論的輻射輸送コードを開発すると共に,超エディントン降着における光子捕獲を扱うための相対論的輻射拡散の解析解の導出を行った。観測では,すばる望遠鏡主焦点超広視野カメラ(HSC)用狭帯域フィルターNB506を新たに製作し,既存のNB497, NB515, NB527フィルターと組み合わせることで,COSMOSフィールドにおいて多重AGN候補となる広輝線天体のサーベイを行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多重AGNは,超巨大ブラックホール―銀河バルジ関係を解明する鍵となる可能性があるが,本研究で行った一般相対論的輻射輸送コードの3次元への拡張ならびに光子の相対論的拡散過程の解析解の導出は,多重AGNが物理的にリンクして生まれる過程を明らかにするために必要な輻射流体プロセスを精密にシミュレーションするための基本ツールとなる。また,本研究で開発した狭帯域フィルターNB506は,既存のNB497, NB515, NB527フィルターと組み合わせることで,今後赤方偏移2~3における大規模なAGNサンプルの構築を可能にする。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 7件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 13件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] EMPRESS. IX. Extremely Metal-poor Galaxies are Very Gas-rich Dispersion-dominated Systems: Will the James Webb Space Telescope Witness Gaseous Turbulent High-z Primordial Galaxies?2023

    • 著者名/発表者名
      Isobe Yuki, Ouchi Masami, Nakajima Kimihiko, Mawatari Ken, et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 951 号: 2 ページ: 102-102

    • DOI

      10.3847/1538-4357/accc87

    • 関連する報告書
      2023 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] Origin of Homochirality in Amino Acids Induced by Lyman-α Irradiation in the Early Stage of the Milky Way2023

    • 著者名/発表者名
      Sato Akimasa、Shoji Mitsuo、Watanabe Natsuki、Boero Mauro、Shigeta Yasuteru、Umemura Masayuki
    • 雑誌名

      Astrobiology

      巻: 23 号: 10 ページ: 1019-1026

    • DOI

      10.1089/ast.2022.0140

    • 関連する報告書
      2023 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] Generation of high circular polarization of interstellar Lyman α radiation triggering biological homochirality2023

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Hajime、Yajima Hidenobu、Umemura Masayuki
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 524 号: 2 ページ: 2114-2123

    • DOI

      10.1093/mnras/stad1899

    • 関連する報告書
      2023 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] Comprehensive Search of Stable Isomers of Alanine and Alanine Precursors in Prebiotic Syntheses2022

    • 著者名/発表者名
      Shoji Mitsuo、Watanabe Natsuki、Hori Yuta、Furuya Kenji、Umemura Masayuki、Boero Mauro、Shigeta Yasuteru
    • 雑誌名

      Astrobiology

      巻: 22 号: 9 ページ: 1129-1142

    • DOI

      10.1089/ast.2022.0011

    • 関連する報告書
      2022 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] Theoretical Investigation into a Possibility of Formation of Propylene Oxide Homochirality in Space2022

    • 著者名/発表者名
      Hori Yuta、Nakamura Honami、Sakawa Takahide、Watanabe Natsuki、Kayanuma Megumi、Shoji Mitsuo、Umemura Masayuki、Shigeta Yasuteru
    • 雑誌名

      Astrobiology

      巻: 22 号: 11 ページ: 1330-1336

    • DOI

      10.1089/ast.2022.0005

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] EMPRESS. VIII. A New Determination of Primordial He Abundance with Extremely Metal-poor Galaxies: A Suggestion of the Lepton Asymmetry and Implications for the Hubble Tension2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Akinori、Ouchi Masami、Nakajima Kimihiko、Kawasaki Masahiro、Murai Kai、 et al
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 941 号: 2 ページ: 167-167

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac9ea1

    • 関連する報告書
      2022 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] 3D photon conserving code for time-dependent general relativistic radiative transfer: CARTOON2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Mikiya M、Ohsuga Ken、Takahashi Rohta、Ogawa Takumi、Umemura Masayuki、Asahina Yuta
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 517 号: 3 ページ: 3711-3722

    • DOI

      10.1093/mnras/stac2822

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deep Learning of Diffuse Optical Tomography Based on Time-Domain Radiative Transfer Equation2022

    • 著者名/発表者名
      Takamizu Yuichi、Umemura Masayuki、Yajima Hidenobu、Abe Makito、Hoshi Yoko
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 12 号: 24 ページ: 12511-12525

    • DOI

      10.3390/app122412511

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] TRINITY: A three-dimensional time-dependent radiative transfer code for in-vivo near-infrared imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Yajima Hidenobu、Abe Makito、Umemura Masayuki、Takamizu Yuichi、Hoshi Yoko
    • 雑誌名

      Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer

      巻: 277 ページ: 107948-107948

    • DOI

      10.1016/j.jqsrt.2021.107948

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of the Compressibility of Turbulence on the Dust Coagulation Process in Protoplanetary Disks2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Sakurai, Takashi Ishihara, Hitomi Furuya, Masayuki Umemura, Kenji Shiraishi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 911 号: 2 ページ: 140-140

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abe9ba

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] EMPRESS. II. Highly Fe-enriched Metal-poor Galaxies with ~1.0 (Fe/O)sun and 0.02 (O/H)sun: Possible Traces of Supermassive (>300 Msun) Stars in Early Galaxies2021

    • 著者名/発表者名
      Kojima Takashi、Ouchi Masami、Rauch Michael、Ono Yoshiaki、Nakajima Kimihiko、Isobe Yuki、Fujimoto Seiji、Harikane Yuichi、Hashimoto Takuya、Hayashi Masao、Komiyama Yutaka、Kusakabe Haruka、Kim Ji Hoon、Lee Chien-Hsiu、Mukae Shiro、Nagao Tohru、Onodera Masato et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 913 号: 1 ページ: 22-22

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abec3d

    • 関連する報告書
      2021 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] Extremely Metal-poor Representatives Explored by the Subaru Survey (EMPRESS). I. A Successful Machine-learning Selection of Metal-poor Galaxies and the Discovery of a Galaxy with M* < 10^6 Msun and 0.016 Zsun2020

    • 著者名/発表者名
      Kojima Takashi、Ouchi Masami、Rauch Michael、Ono Yoshiaki、Nakajima Kimihiko、Isobe Yuki、Fujimoto Seiji、Harikane Yuichi、Hashimoto Takuya、Hayashi Masao、他10名、Yabe Kiyoto
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 898 号: 2 ページ: 142-142

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aba047

    • 関連する報告書
      2020 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 circular polarization of near-infrared light induced by micron-sized dust grains2020

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Hajime、Yajima Hidenobu、Umemura Masayuki
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 496 号: 3 ページ: 2762-2767

    • DOI

      10.1093/mnras/staa1718

    • NAID

      120007146576

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Discrimination of heavy elements originating from Pop?III stars in z?= 3 intergalactic medium2019

    • 著者名/発表者名
      Kirihara Takanobu、Hasegawa Kenji、Umemura Masayuki、Mori Masao、Ishiyama Tomoaki
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 491 号: 3 ページ: 4387-4395

    • DOI

      10.1093/mnras/stz3376

    • NAID

      120007132819

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Mergers of accreting multiple BHs leading to SMBH formation in galactic nuclei2019

    • 著者名/発表者名
      梅村雅之
    • 学会等名
      The 30th Texas Symposium on Relativistic Astrophysics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 輻射輸送と輻射流体力学[改訂版]2024

    • 著者名/発表者名
      梅村雅之,福江純,野村英子
    • 総ページ数
      416
    • 出版者
      日本評論社
    • ISBN
      9784535790124
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] 宇宙流体力学の基礎 改訂版2022

    • 著者名/発表者名
      福江 純、和田 桂一、梅村 雅之
    • 総ページ数
      416
    • 出版者
      日本評論社
    • ISBN
      9784535789852
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 放射素過程の基礎2022

    • 著者名/発表者名
      中村 文隆、鶴 剛、長田 哲也、藤沢 健太、梅村 雅之、福江 純
    • 総ページ数
      384
    • 出版者
      日本評論社
    • ISBN
      9784535603431
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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