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銀河系中心近傍1pc内での中間質量ブラックホールの探査

研究課題

研究課題/領域番号 19K03939
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16010:天文学関連
研究機関明星大学 (2023)
国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 (2019-2022)

研究代表者

坪井 昌人  明星大学, 理工学部, 教授 (10202186)

研究分担者 三好 真  国立天文台, JASMINEプロジェクト, 助教 (50270450)
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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードブラックホール / 中間質量ブラックホール / 銀河系中心 / ミリ波サブミリ波干渉計 / 大質量星 / 位置天文学 / サブミリ波天文学 / 銀河中心ブラックホール / 位置天文学観測 / 星形成 / 大質量生成 / 銀河系中心アーク / 銀河系中心ローブ / 銀河中心 / 超巨星
研究開始時の研究の概要

銀河系中心の巨大ブラックホール(GCBH)の成長過程を探るためにALMAを用いて銀河系中心近傍1pc内での中間質量ブラックホール(IMBH)の探査を実施する。探査の方法は以下の2つである。
1)水素再結合観測による電離ガスのダイナミックスによる探査
2)ALMAで検出されるWR/早期O型星の位置天文学による探査
すでに我々自身の先行研究でこの領域にIMBHのほぼ確かな候補を発見しているが、中心BHとこのIMBHが存在するだけでは宇宙年齢たっても両者の合体は起こりにくい。しかし第2のIMBH(すなわち第3BH)があれば3体相互作用で合体は起こり得てIMBHの合体による成長シナリオが現実的になる。

研究成果の概要

この研究は銀河系中心(SgrA*)近傍1pc内に存在すると予想される太陽の数千倍から数万倍の質量を有する中間質量ブラックホール(IMBH)を探査をアタカマミリ波サブミリ波干渉計(ALMA)の観測による位置天文学データ(固有運動)から行おうというものである。(1)ALMAでSgrA*の近傍の約70個の天体の位置を決めた。(2)そのうち65個の天体の固有運動を導出した(3)固有運動と再結合線の視線速度から赤外線天体IRS13E3に内包される天体が太陽の数千倍の質量を持つことを発見した。(4)分子ガスの化学的性質からIRS13E3のSgrA*からの実距離を推定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

銀河系中心には太陽の400万倍の質量を持つ巨大ブラックホールが存在している。しかし、それがどうやって質量を獲得して現在の姿になったかは明らかではない。ガスが降着するとその重力エネルギーのため明るく輝くがその光の圧力のためガスの降着を妨げられる。この困難を解決するには固まった天体を落とせば良いが普通の星だと頻繁に落とす必要があるが、観測的には見つかっていない。そこで太陽の数千倍の質量を有する中間質量ブラックホールがたまに落ちる可能性が考えられた。実際のそんな天体があるだろうか、その探査がこの研究である。そして実際にその候補となる天体を見つけることができた。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 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

    (37件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 7件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] National Radio Astronomy Observatory(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] National Radio Astronomical Observatory(米国)

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      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Cologne(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Radio Astronomy Observatory(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Radio Astronomicla Observatory(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Radio Astronomy Observatory(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] The Jet and Resolved Features of the Central Supermassive Black Hole of M87 Observed with EHT in 2017;Comparison with the GMVA 86 GHz Results2024

    • 著者名/発表者名
      Miyoshi Makoto, Kato Yoshiaki, Makino Junichiro, Tsuboi Masato
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 963 号: 1 ページ: L18-L18

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ad250e

    • 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
  • [雑誌論文] X3: A High-mass Young Stellar Object Close to the Supermassive Black Hole Sgr A*2023

    • 著者名/発表者名
      Peissker Florian, Zajacek Micha, Sabha Nadeen B., Tsuboi Masato et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 944 号: 2 ページ: 231-231

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aca977

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 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] ALMA astrometry of the objects within 0.5 pc of Sagittarius A*2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi, Masato, Tsutsumi, Takahiro, Miyazaki, Atsushi, Miyawaki, Ryosuke, Miyoshi, Makoto
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 74 号: 4 ページ: 738756-738756

    • DOI

      10.1093/pasj/psac031

    • 関連する報告書
      2022 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] Hot molecular core candidates in the Galactic center 50 km s^-1 molecular cloud2021

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Miyawaki, Masato Tsuboi, Kenta Uehara, Atsushi Miyazaki
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 73 号: 4 ページ: 943-969

    • DOI

      10.1093/pasj/psab056

    • 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
  • [雑誌論文] ALMA Astrometry of the IR Stars in the Vicinity of Sgr A*2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi, M., Kitamura, Y., Tsutsumi, T., Miyawaki, R. , Miyoshi, M., Miyazaki, A.
    • 雑誌名

      ASP Conference Series

      巻: 528 ページ: 315-316

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Ionized Gas Ring Rotating Around the Galactic Center IMBH, IRS13E32021

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi, M, Kitamura, Y., Tsutsumi, T. , Miyawaki, R., Miyoshi, M., Miyazaki, A.
    • 雑誌名

      ASP Conference Series

      巻: 528 ページ: 155-158

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Cloud-cloud collision in the Galactic Center Arc2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi Masato、Kitamura Yoshimi、Uehara Kenta、Miyawaki Ryosuke、Tsutsumi Takahiro、Miyazaki Atsushi、Miyoshi Makoto
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 73 号: Supplement_1 ページ: S91-S116

    • DOI

      10.1093/pasj/psaa095

    • 関連する報告書
      2020 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] Time Variations in the Flux Density of Sgr A* at 230 GHz Detected with ALMA2020

    • 著者名/発表者名
      Iwata Yuhei、Oka Tomoharu、Tsuboi Masato、Miyoshi Makoto、Takekawa Shunya
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 892 号: 2 ページ: L30-L30

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab800d

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sub-millimeter detection of a Galactic center cool star IRS?7 by ALMA2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi Masato、Kitamura Yoshimi、Tsutsumi Takahiro、Miyawaki Ryosuke、Miyoshi Makoto、Miyazaki Atsushi
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 72 号: 2

    • DOI

      10.1093/pasj/psaa013

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 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] How far actually is the Galactic Center IRS 13E3 from Sagittarius A*?2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi Masato、Kitamura Yoshimi、Tsutsumi Takahiro、Miyawaki Ryosuke、Miyoshi Makoto、Miyazaki Atsushi
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 72 号: 3

    • DOI

      10.1093/pasj/psaa016

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 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] Where is the western part of the Galactic Center Lobe located really?2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi Masato、Tsutsumi Takahiro、Kitamura Yoshimi、Miyawaki Ryosuke、Miyazaki Atsushi、Miyoshi Makoto
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 72 号: 5

    • DOI

      10.1093/pasj/psaa077

    • 関連する報告書
      2020 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] Rotating ionized gas ring around the Galactic center IRS13E32019

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi Masato、Kitamura Yoshimi、Tsutsumi Takahiro、Miyawaki Ryosuke、Miyoshi Makoto、Miyazaki Atsushi
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 71 号: 5

    • DOI

      10.1093/pasj/psz089

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Astrometry of the Nuclear Star Cluster using ALMA II2024

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuboi, Massaki Sakurai, Takahiro Tsutsumi, Makoto Miyoshi, Ryusuke Miyawaki,
    • 学会等名
      日本天文学会2024年春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 銀河系中心の特異な分子雲を繋ぐフィラメント構造の発見2023

    • 著者名/発表者名
      坪井昌人, 宮脇亮介, Tsutsumi Takahiro, 三好真
    • 学会等名
      日本天文学会2023年秋季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Bullet Stars with Long Cometary Tails in the Galactic Center2023

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuboi, Ryusuke Miyawaki,Takahiro Tsutsumi, Makoto Miyoshi
    • 学会等名
      URSI GASS 2023 SAPPORO, JAPAN
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proper Motion of Sagittarius A* with Atacama Large Millimeter Submillimter Array2023

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuboi, Takahiro Tsutsumi, Ryusuke Miyawaki, Makoto Miyoshi, Atsushi Miyazaki
    • 学会等名
      URSI GASS 2023 SAPPORO, JAPAN
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ionized Gas within 0.1 pc of Sagittarius A*2023

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuboi, Takahiro Tsutsumi,Makoto Miyoshi,Ryusuke Miyawaki
    • 学会等名
      2023 Asian-Pacific Regional IAU Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bullet Stars with Long Cometary Tails in the Galactic Center2023

    • 著者名/発表者名
      坪井昌人、宮脇亮介、Tsutsumi Takahiro, 三好真
    • 学会等名
      日本天文学会2023年春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Bullet Stars Leave Long Tails in the Galactic Center2023

    • 著者名/発表者名
      坪井昌人, 宮脇亮介, Tsutsumi Takahiro, 三好真
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Joint Analysis of Proper Motion and Radial Velocity of GCIRS13E; New Mass Estimation of the IMBH Candidate2022

    • 著者名/発表者名
      坪井昌人, Tsutsumi Takahiro, 三好真, 宮脇亮介, 宮崎敦史
    • 学会等名
      日本天文学会秋季年会 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ALMA Astrometry of the Nuclear Star Cluster2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi, Masato, Tsutsumi, Takahiro, Miyazaki, Atsushi, Miyawake, Ryosuke, Miyoshi, Makoto;
    • 学会等名
      IAU GA 2022 FM7: Astrometry for 21st Century Astronomy
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Astrometry of Sagittarius A* using ALMA2022

    • 著者名/発表者名
      TSUBOI Masato, TSUTSUMI Takahiro, MIYAZAKI Atsushi, MIYOSHI Makoto, MIYAWAKI Ryosuke
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Astrometry of the Nuclear Star Cluster using ALMA2021

    • 著者名/発表者名
      TSUBOI Masato, TSUTSUMI Takahiro, MIYAZAKI Atsushi, MIYOSHI Makoto, MIYAWAKI Ryosuke
    • 学会等名
      日本天文学会秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Galactic Center IRS21, Falling Hyper Compact HII Regions?2021

    • 著者名/発表者名
      TSUBOI Masato, MIYAWAKI Ryosuke, MIYAZAKI Atsushi, TSUTSUMI Takahiro, MIYOSHI Makoto
    • 学会等名
      日本天文学会秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] The Location of the Western Part of the Galactic Center Lobe2021

    • 著者名/発表者名
      M. Tsuboi, T. Tsutsumi,Y. Kitamura, K. Uehara,R. Miyawak,A. Miyazaki, M. Miyoshi
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Cloud-Cloud Collision in the Galactic Center Arc II2020

    • 著者名/発表者名
      M. Tsuboi, Y. Kitamura, K. Uehara,R. Miyawak,T. Tsutsumi,A. Miyazaki, M. Miyoshi
    • 学会等名
      日本天文学会秋季年会2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Sub-millimeter Detection of a Galactic Center Cool Star IRS 7 by ALMA2020

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuboi
    • 学会等名
      日本天文学会2020年春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] How far actually is the Galactic Center IRS 13E3 from Sagittarius A*?2020

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuboi
    • 学会等名
      日本天文学会2020年春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Ionized Gas Rotating around the Galactic Center IMBH,IRS13E32019

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuboi
    • 学会等名
      Galactic Center Workshop 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ALMA View of Molecular Cloud Cores in the Galactic Center 50 km/s Cloud: Molecular Cloud Cores made by Cloud-cloud Collision2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuboi
    • 学会等名
      日本天文学会2019年秋季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Rotating Ionized Gas Ring around the Galactic Center IRS13E32019

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuboi
    • 学会等名
      日本天文学会2019年秋季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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