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活動銀河核円盤におけるコンパクト星連星の形成進化の解明と重力波観測との比較

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ0163
補助金の研究課題番号 21J00794 (2021-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2021-2022)
応募区分国内
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関国立天文台 (2023)
東北大学 (2021-2022)

研究代表者

田川 寛通  国立天文台, 科学研究部, 特任助教

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードブラックホール / 重力波 / 活動銀河核円盤 / 電磁放射 / 突発天体 / 突発現象 / ジェット
研究開始時の研究の概要

申請者は活動銀河核円盤内に埋まったコンパクト天体の分布や進化を明らかにするため、研究を遂行している。今年度は、活動銀河核円盤内のコンパクト天体を理解する新しいアプローチとして、近年新しく見つかった突発増光現象に着目する。この突発現象から、コンパクト天体がどのように活動銀河核円盤と相互作用するか理解する手掛かりを得ることを目的として、研究を遂行する。

研究実績の概要

研究代表者は活動銀河核円盤内に埋まったブラックホールの分布や進化を明らかにすることを目的に研究を遂行している。これまで、これらのブラックホールがどのように合体し、重力波、電磁波観測により制限されるかを調べてきた。昨年度の研究では、衝撃波中の光子が系から逃走し始めるころの放射に着目し、観測量を予測した。一方で本年度の研究では、衝撃波内部から逃走する光子に着目し、そのような放射がどのように観測されるか予測した。その結果、過去に報告されているブラックホール合体イベントと電磁波の対応天体候補を自然に再現できる事が明らかになった。この成果を論文にまとめ、「Astrophysical Journal」に投稿し、受理、出版された。
さらに、活動銀河核円盤内のコンパクト天体を理解する新しいアプローチとして、近年新しく見つかった突発増光現象に着目した研究を行った。この現象がどのようにして起こっているのか現在のところ分かっておらず、その特徴を統一的に説明するモデルは提唱されていない。そのようななか研究代表者らは、コンパクト天体と活動銀河核円盤の衝突により生じるフレアによって、この現象を説明できる可能性を提唱、検証した。このフレアの特徴を理解するため、フレアの光度や温度の時間進化を計算する手法を独自に開発し、これを観測された突発増光現象と比較した。その結果、観測されている現象の特徴を、提唱したモデルによって説明可能であることを示した。これらの結果を論文にまとめ、「Monthly Notices of the Royal Astronomical Society」誌に投稿し、受理、出版された。
以上のように本年度研究代表者は、複数の研究を遂行した。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 7件、 オープンアクセス 11件、 査読あり 10件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Shock Cooling and Breakout Emission for Optical Flares Associated with Gravitational-wave Events2024

    • 著者名/発表者名
      Tagawa Hiromichi、Kimura Shigeo S、Haiman Zoltan、Perna Rosalba、Bartos Imre
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 966 号: 1 ページ: 21-21

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad2e0b

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Flares from stars crossing active galactic nucleus discs on low-inclination orbits2023

    • 著者名/発表者名
      Tagawa Hiromichi、Haiman Zoltan
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 526 号: 1 ページ: 69-79

    • DOI

      10.1093/mnras/stad2616

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] High-energy Electromagnetic, Neutrino, and Cosmic-Ray Emission by Stellar-mass Black Holes in Disks of Active Galactic Nuclei2023

    • 著者名/発表者名
      Tagawa Hiromichi、Kimura Shigeo S.、Haiman Zoltan
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 955 号: 1 ページ: 23-23

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ace71d

    • 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] Observable Signature of Merging Stellar-mass Black Holes in Active Galactic Nuclei2023

    • 著者名/発表者名
      Tagawa Hiromichi、Kimura Shigeo S.、Haiman Zolt?n、Perna Rosalba、Bartos Imre
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 950 号: 1 ページ: 13-13

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acc4bb

    • 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] Gravitational Wave Source Populations: Disentangling an AGN Component2023

    • 著者名/発表者名
      Gayathri V.、Wysocki Daniel、Yang Y.、Delfavero Vera、O’Shaughnessy R.、Haiman Z.、Tagawa H.、Bartos I.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 945 号: 2 ページ: L29-L29

    • DOI

      10.3847/2041-8213/acbfb8

    • 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] Observable Signatures of Stellar-mass Black Holes in Active Galactic Nuclei2023

    • 著者名/発表者名
      Tagawa Hiromichi、Kimura Shigeo S.、Haiman Zoltan、Perna Rosalba、Bartos Imre
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 946 号: 1 ページ: L3-L3

    • DOI

      10.3847/2041-8213/acc103

    • 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] Tidal Disruption on Stellar-mass Black Holes in Active Galactic Nuclei2022

    • 著者名/発表者名
      Yang Y.、Bartos I.、Fragione G.、Haiman Z.、Kowalski M.、M?rka S.、Perna R.、Tagawa H.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 933 号: 2 ページ: L28-L28

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ac7c0b

    • 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] Can Stellar-mass Black Hole Growth Disrupt Disks of Active Galactic Nuclei? The Role of Mechanical Feedback2022

    • 著者名/発表者名
      Tagawa Hiromichi、Kimura Shigeo S.、Haiman Zoltan、Perna Rosalba、Tanaka Hidekazu、Bartos Imre
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 927 号: 1 ページ: 41-41

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac45f8

    • 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] AGN as potential factories for eccentric black hole mergers2022

    • 著者名/発表者名
      Samsing J.、Bartos I.、D’Orazio D. J.、Haiman Z.、Kocsis B.、Leigh N. W. C.、Liu B.、Pessah M. E.、Tagawa H.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 603 号: 7900 ページ: 237-240

    • DOI

      10.1038/s41586-021-04333-1

    • 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] Accretion-Induced Collapse of Neutron Stars in the Disks of Active Galactic Nuclei2021

    • 著者名/発表者名
      Perna Rosalba、Tagawa Hiromichi、Haiman Zolt?n、Bartos Imre
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 915 号: 1 ページ: 10-10

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abfdb4

    • 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] Black Hole Mergers of AGN Origin in LIGO?Virgo’s O1?O3a Observing Periods2021

    • 著者名/発表者名
      Gayathri V.、Yang Y.、Tagawa H.、Haiman Z.、Bartos I.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 920 号: 2 ページ: L42-L42

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ac2cc1

    • 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] Signatures of hierarchical mergers in black hole spin and mass distribution2021

    • 著者名/発表者名
      Tagawa Hiromichi、Haiman Zoltan、Bartos Imre、Kocsis Bence、Omukai Kazuyuki
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 507 号: 3 ページ: 3362-3380

    • DOI

      10.1093/mnras/stab2315

    • 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
  • [学会発表] Observational signatures for compact object mergers in active galactic nuclei2023

    • 著者名/発表者名
      Hiromichi Tagawa
    • 学会等名
      European Astronomical Society Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Observational signatures of compact objects in active galactic nuclei2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromichi Tagawa
    • 学会等名
      NBIA Workshop on Black Hole Dynamics: From Gaseous Environments to Empty Space
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulation of gas accretion by cocoon from stellar-mass BHs in AGN disks2021

    • 著者名/発表者名
      田川 寛通
    • 学会等名
      天文学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-12-25  

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