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Interstellar Turbulence by Supermassive Black-Hole Jets, Winds, and Radiation

研究課題

研究課題/領域番号 19K03862
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
研究機関筑波大学

研究代表者

Wagner Alexander  筑波大学, 計算科学研究センター, 助教 (20634463)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードgalaxy evolution / HPC / supermassive black holes / interstellar medium / relativistic jets / turbulence / CFD / Astrophysics / Supermassive black holes / Galaxy evolution / Interstellar medium / Relativistic jets / 銀河進化 / 星形成 / ブラックホール / 相対論的ジェット / 乱流 / 高性能計算 / star formation / hydrodynamics / galaxy formation / black holes / jets / magnetohydrodynamics
研究開始時の研究の概要

Using supercomputer simulations, this research explores the possibility of a connection between the growth of supermassive black holes and the formation of stars in galaxies through turbulence generated by supermassive black hole outflows.

研究成果の概要

銀河が衝突・合体し、星間ガスから多くの星が生まれることで銀河は成長していく。銀河の中心のブラックホールは時折、ジェットを放出し、銀河内の星の形成速度を変化させる。この現象は、銀河と中心ブラックホールの共進化における重要なプロセスであるが、よく理解されていない。従来は、ジェットがガスを吹き飛ばし、星形成を一時的に停止させると考えられていたが、そのためには高いジェットパワーが十分な頻度で発生する必要がある。本研究では、3次元高解像度シミュレーションを用いて、低出力ジェットでも有効な新しいフィードバック過程を発見した。それは、ジェットが星間ガスの乱流を誘発し、銀河の星形成に影響するというものです。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Our discovery that supermassive black holes at the center of galaxies can affect the turbulent galactic gas dynamics through jets has not been appreciated or investigated prior to our work. Our models have direct implications for the understanding of how, when and where stars in a galaxy are born.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (12件) 雑誌論文 (20件) (うち国際共著 19件、 査読あり 20件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 備考 (9件)

  • [国際共同研究] The Australian National University/University of Sydney(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Institut d'Astrophysique de Paris/Observatoire de la Cote d'Azur(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ASTRON(オランダ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] IUCAA(インド)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Johns Hopkins University/University of Toledo/University of Northern Carolina(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] The Australian National University(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Hamburger Sternwarte, Universiat Hamburg(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Institut d'Astrophysique Spatiale/Institut d'Astrophysique de Paris(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Universita degli Studi di Torino/INAF - Istituto di Radioastronomia(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Groningen/ASTRON/University of Amsterdam(オランダ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Jet-induced molecular gas excitation and turbulence in the Teacup2023

    • 著者名/発表者名
      Audibert A.、Ramos Almeida C.、Garcia-Burillo S.、Combes F.、Bischetti M.、Meenakshi M.、Mukherjee D.、Bicknell G.、Wagner A. Y.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 671 ページ: L12-L12

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202345964

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Modelling observable signatures of jet-ISM interaction: thermal emission and gas kinematics2022

    • 著者名/発表者名
      Meenakshi Moun、Mukherjee Dipanjan、Wagner Alexander Y、Nesvadba Nicole P H、Bicknell Geoffrey V、Morganti Raffaella、Janssen Reinier M J、Sutherland Ralph S、Mandal Ankush
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 516 号: 1 ページ: 766-786

    • DOI

      10.1093/mnras/stac2251

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Jet-ISM Interaction in NGC 1167/B2 0258+35, an LINER with an AGN Past2022

    • 著者名/発表者名
      Fabbiano G.、Paggi A.、Morganti R.、Balokovic M.、Elvis M.、Mukherjee D.、Meenakshi M.、Siemiginowska A.、Murthy S. M.、Oosterloo T. A.、Wagner A. Y.、Bicknell G.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 938 号: 2 ページ: 105-105

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac8ff8

    • 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] The extent of ionization in simulations of radio-loud AGNs impacting kpc gas discs2022

    • 著者名/発表者名
      Meenakshi Moun、Mukherjee Dipanjan、Wagner Alexander Y、Nesvadba Nicole P H、Morganti Raffaella、Janssen Reinier M J、Bicknell Geoffrey V
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 511 号: 2 ページ: 1622-1636

    • DOI

      10.1093/mnras/stac167

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cold gas removal from the centre of a galaxy by a low-luminosity jet2022

    • 著者名/発表者名
      Murthy Suma、Morganti Raffaella、Wagner Alexander Y.、Oosterloo Tom、Guillard Pierre、Mukherjee Dipanjan、Bicknell Geoffrey
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 6 号: 4 ページ: 488-495

    • DOI

      10.1038/s41550-021-01596-6

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact of relativistic jets on the star formation rate: a turbulence-regulated framework2021

    • 著者名/発表者名
      Mandal Ankush、Mukherjee Dipanjan、Federrath Christoph、Nesvadba Nicole P H、Bicknell Geoffrey V、Wagner Alexander Y、Meenakshi Moun
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 508 号: 4 ページ: 4738-4757

    • DOI

      10.1093/mnras/stab2822

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tracing the Ionization Structure of the Shocked Filaments of NGC 62402021

    • 著者名/発表者名
      Medling Anne M.、Kewley Lisa J.、Calzetti Daniela、Privon George C.、Larson Kirsten、Rich Jeffrey A.、Armus Lee、Allen Mark G.、Bicknell Geoffrey V.、D?az-Santos Tanio、Heckman Timothy M.、Leitherer Claus、Max Claire E.、Rupke David S. N.、Treister Ezequiel、Messias Hugo、Wagner Alexander Y.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 923 号: 2 ページ: 160-160

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac2ebb

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tracing the Milky Way’s Vestigial Nuclear Jet2021

    • 著者名/発表者名
      Cecil Gerald、Wagner Alexander Y.、Bland-Hawthorn Joss、Bicknell Geoffrey V.、Mukherjee Dipanjan
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 922 号: 2 ページ: 254-254

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac224f

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Wide and Deep Exploration of Radio Galaxies with Subaru HSC (WERGS). IV. Rapidly Growing (Super)Massive Black Holes in Extremely Radio-loud Galaxies2021

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa Kohei、Yamashita Takuji、Toba Yoshiki、Nagao Tohru、Inayoshi Kohei、Charisi Maria、He Wanqiu、Wagner Alexander Y. et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 921 号: 1 ページ: 51-51

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac1b26

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Resolved simulations of jet ISM interaction: Implications for gas dynamics and star formation2021

    • 著者名/発表者名
      Mukherjee Dipanjan、Bicknell Geoffrey V.、Wagner Alexander Y.
    • 雑誌名

      Astronomische Nachrichten

      巻: 342 号: 9-10 ページ: 1140-1145

    • DOI

      10.1002/asna.20210061

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Shock-multicloud interactions in galactic outflows II. Radiative fractal clouds and cold gas thermodynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Banda-Barragan W E、Bruggen M、Heesen V、Scannapieco E、Cottle J、Federrath C、Wagner A Y
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 506 号: 4 ページ: 5658-5680

    • DOI

      10.1093/mnras/stab1884

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Jet-driven AGN feedback on molecular gas and low star-formation efficiency in a massive local spiral galaxy with a bright X-ray halo2021

    • 著者名/発表者名
      Nesvadba N. P. H.、Wagner A. Y.、Mukherjee D.、Mandal A.、Janssen R. M. J.、Zovaro H.、Neumayer N.、Bagchi J.、Bicknell G.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 654 ページ: A8-A8

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202140544

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Relating gas dynamics to star formation in the central region of the barred spiral galaxy NGC 6132021

    • 著者名/発表者名
      Sato Keisuke、Miyamoto Yusuke、Kuno Nario、Salak Dragan、Wagner Alexander Y、Seta Masumichi、Nakai Naomasa
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 73 号: 4 ページ: 1019-1035

    • DOI

      10.1093/pasj/psab060

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gas, dust, and star formation in the positive AGN feedback candidate 4C 41.17 at z = 3.82020

    • 著者名/発表者名
      Nesvadba N. P. H.、Bicknell G. V.、Mukherjee D.、Wagner A. Y.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 639 ページ: L13-L13

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202038269

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Shock-multicloud interactions in galactic outflows ? I. Cloud layers with lognormal density distributions2020

    • 著者名/発表者名
      Banda-Barragan W E、Bruggen M、Federrath C、Wagner A Y、Scannapieco E、Cottle J
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 499 号: 2 ページ: 2173-2195

    • DOI

      10.1093/mnras/staa2904

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Unravelling the enigmatic ISM conditions in Minkowski’s object2020

    • 著者名/発表者名
      Zovaro Henry R M、Sharp Robert、Nesvadba Nicole P H、Kewley Lisa、Sutherland Ralph、Taylor Philip、Groves Brent、Wagner Alexander Y、Mukherjee Dipanjan、Bicknell Geoffrey V
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 499 号: 4 ページ: 4940-4960

    • DOI

      10.1093/mnras/staa3121

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Searching for signs of jet-driven negative feedback in the nearby radio galaxy UGC?057712019

    • 著者名/発表者名
      Zovaro Henry R M、Nesvadba Nicole P H、Sharp Robert、Bicknell Geoffrey V、Groves Brent、Mukherjee Dipanjan、Wagner Alexander Y
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 489 号: 4 ページ: 4944-4961

    • DOI

      10.1093/mnras/stz2459

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Feedback from low-luminosity radio galaxies: B2 0258+352019

    • 著者名/発表者名
      Murthy Suma、Morganti Raffaella、Oosterloo Tom、Schulz Robert、Mukherjee Dipanjan、Wagner Alexander Y.、Bicknell Geoffrey、Prandoni Isabella、Shulevski Aleksandar
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 629 ページ: A58-A58

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201935931

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On the dynamics and survival of fractal clouds in galactic winds2019

    • 著者名/発表者名
      Banda-Barragan W E、Zertuche F J、Federrath C、Del Valle J Garcia、Bruggen M、Wagner A Y
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 486 号: 4 ページ: 4526-4544

    • DOI

      10.1093/mnras/stz1040

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Jets blowing bubbles in the young radio galaxy 4C 31.042019

    • 著者名/発表者名
      Zovaro Henry R M、Sharp Robert、Nesvadba Nicole P H、Bicknell Geoffrey V、Mukherjee Dipanjan、Wagner Alexander Y、Groves Brent、Krishna Shreyam
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 484 号: 3 ページ: 3393-3409

    • DOI

      10.1093/mnras/stz233

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Insights into the AGN feedback process using special-relativistic hydrodynamical simulations of jet-ISM interactions2022

    • 著者名/発表者名
      Wagner Alexander
    • 学会等名
      The 9th East Asian Numerical Astrophysics Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The extreme physics of galaxy evolution: CFD simulations of relativistic jets and radiation interacting with highly compressible astrophysical gases2022

    • 著者名/発表者名
      Wagner Alexander
    • 学会等名
      EPCC-CSS Workshop
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kpc-scale AGN Feedback2021

    • 著者名/発表者名
      Wagner Alexander
    • 学会等名
      多重AGNサイエンスワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Exploring the regulation of star-formation through AGN-jet-driven turbulence2021

    • 著者名/発表者名
      Wagner Alexander
    • 学会等名
      銀河星形成研究会 2021 (Galactic Star Formation 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Galaxy-scale AGN Feedback2021

    • 著者名/発表者名
      Wagner Alexander
    • 学会等名
      超巨大ブラックホール研究会:その実態・影響・起源の全貌解明に向けて
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanical AGN feedback: radio-mode IGM and kpc-scale ISM interactions2021

    • 著者名/発表者名
      Wagner Alexander
    • 学会等名
      ALMA workshop 2021 "Cold outflows near and far: crossroads of our current understanding"
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Probing jet-ISM interactions and the physics of AGN feedback in the radio galaxy IC 5063 with source-tailored hydrodynamic simulations2021

    • 著者名/発表者名
      Wagner Alexander
    • 学会等名
      IAU Symposium 362 "The predictive power of computational astrophysics as a discovery tool'"
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulating the jet-ISM interaction in GPS & CSS galaxies2021

    • 著者名/発表者名
      Dipanjan Mukherjee、Wagner Alexander、Bicknell Geoffrey
    • 学会等名
      6th Workshop on Compact Steep Spectrum and GHz-Peaked Spectrum Radio Sources
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tracing the Vestigial Milky Way Jet2020

    • 著者名/発表者名
      Cecil Gerald N, Wagner Alexander Y, Bland-Hawthorn J
    • 学会等名
      43rd COSPAR Scientific Assembly
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Jet-ISM interactions in gas rich disc galaxies2019

    • 著者名/発表者名
      Wagner Alexander
    • 学会等名
      European Week of Astronomy and Space Science 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simulations of AGN Feedback by relativistic jets in disc galaxies2019

    • 著者名/発表者名
      Wagner Alexander
    • 学会等名
      「超巨大ブラックホール研究推進連絡会」第6回ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Galaxy Formation and AGN Feedback2019

    • 著者名/発表者名
      Wagner Alexander
    • 学会等名
      宇宙史研究センター・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://www2.ccs.tsukuba.ac.jp/Astro/achievements/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] pyFC a fractal cube generator and analyzer

    • URL

      https://www2.ccs.tsukuba.ac.jp/Astro/Members/ayw/code/pyFC/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Milky Way AGN - Simulations

    • URL

      https://www2.ccs.tsukuba.ac.jp/Astro/Members/ayw/research/mwagn/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] MWAGN: The Milky Way Supermassive Black Hole Jet

    • URL

      https://www2.ccs.tsukuba.ac.jp/Astro/Members/ayw/research/mwagn/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] Research on AGN Feedback

    • URL

      https://www2.ccs.tsukuba.ac.jp/Astro/Members/ayw/research/research.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] pyFC A fractal cube construction module

    • URL

      https://www2.ccs.tsukuba.ac.jp/Astro/Members/ayw/code/pyFC/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Personal webpage

    • URL

      https://www2.ccs.tsukuba.ac.jp/Astro/Members/ayw

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] pyFC - A fractal cube generator

    • URL

      https://www2.ccs.tsukuba.ac.jp/Astro/Members/ayw/code/pyFC/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 筑波大学 計算科学研究センター 宇宙物理理論研究室 研究成果

    • URL

      https://www2.ccs.tsukuba.ac.jp/Astro/achievements/ja/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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