研究課題
若手研究
活動銀河中心核(AGN)周りの「トーラス」の物理的・力学的性質を、最新の大型電波干渉計ALMAを用いた高感度・高解像度ミリ波サブミリ波観測を駆使して広い光度範囲のAGNで調べることで、 30 年以上にわたる謎であるAGN遮蔽現象/トーラスの物理的起源を解明する。特に、AGN周辺の分子ガスと原子ガスの詳細観測から、星間物質の「相」に応じた力学構造・幾何構造を明らかにし、結果をモデル予測と比較することで、「AGN輻射に駆動された星間物質が自然と織りなす噴水機構がトーラスの物理的実体である」という仮説を検証する。
ALMA望遠鏡を用いた高/中密度分子、低密度原子、低密度プラズマの全物質相にわたる高解像度観測から、近傍宇宙の代表的な活動銀河中心核天体であるCircinus銀河の中心数パーセク以内の領域で、ブラックホールへの降着流と、ブラックホール近傍からの噴出流の双方を捉えることに成功した。また、この降着流は銀河中心部の高密度ガス円盤が重力不安定になることで駆動していることも解明した。噴出流の一部は速度が低く、ガス円盤に再び舞い戻り降着流を再充填するとともに、幾何学的に分厚いトーラス構造も形成する。こうした多相物質構造の直接検出は前例がなく、超巨大ブラックホール進化研究における記念碑的な成果となった。
多くの大質量銀河の中心には、質量が太陽の数百万倍から数十億倍にも達する超巨大ブラックホールが存在するが、いったいどうやってその巨大質量を獲得するに至ったのかは未解明である。理論的に考えられる重要な成長機構はブラックホールへのガス降着であるが、その具体的な物理は銀河中心部の数十光年以内の小スケールでは不明であった。本研究成果は、ALMAの超高解像度観測から、その銀河中心領域でのブラックホールへの降着流を特定し、さらにそれを駆動する機構がガス円盤の重力不安定にあることを突き止めた。また、多相ガスの噴出流も詳細に観測しており、ブラックホール周辺の物質循環を網羅的に解明した記念碑的成果となった。
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