| 研究課題/領域番号 |
23K22537
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01266 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分16010:天文学関連
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| 研究機関 | 国立天文台 |
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研究代表者 |
鳥羽 儀樹 国立天文台, ハワイ観測所, 特任助教 (40825957)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2025年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 超巨大ブラックホール / eROSITA衛星 / すばる望遠鏡 / Euclid衛星 / せいめい望遠鏡 / 活動銀河核母銀河 / 環境効果 / 銀河合体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
宇宙誕生後20億年後から現在に至るまでの超巨大ブラックホールとその母銀河の共進化史を解明するために、 (1) 成長全盛期の共進化システム(超巨大ブラックホールとその母銀河)の探査 、(2) 超巨大ブラックホールの質量関数および質量降着率分布関数の調査、 (3) 母銀河の星質量関数および星生成率密度関数の調査、および (4) 超巨大ブラックホールと母銀河を行き来する電離ガス・分子ガスの流れの調査 を実施する。これらの研究を通じて、超巨大ブラックホールとその母銀河の間でのガスの運動(流入・流出)と、質量ごとのブラックホールおよび母銀河の成長率が時間の関数として明らかになる。
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| 研究実績の概要 |
銀河と超巨大ブラックホールの共進化史に迫るため本年度は下記に示すような研究成果を得た。
1. eROSITA衛星を用いた活動銀河核 (AGN) の性質調査：eROSITAがPVフェイズに観測したeFEDSと呼ばれる天域に存在する様々な活動度の超巨大ブラックホールを探査した。発見された天体に対して多波長解析を施すことで、超巨大ブラックホールおよびその母銀河に関する物理量を調べた。その結果、eROSITAで検出された天体の多くは従来から知られているような性質をもつ典型的な天体種族であることが分かった一方で、eROSITAで検出されなかった天体は超巨大ブラックホールの周囲に大量のガスが存在するような珍しいタイプの種族を含んでいることが分かった (Toba et al. 2022, A&A, 661, A15)。
2. 京大せいめい望遠鏡KOOLS-IFUによる赤外線銀河の面分光観測：銀河と超巨大ブラックホールの共進化メカニズム理解の鍵を握ると考えられている現象の１つに銀河合体がある。銀河合体が超巨大ブラックホールやその母銀河にどのような影響を及ぼすのかを理解するためには空間分解した観測（面分光観測）が必須である。そこで我々は京都大学「せいめい」望遠鏡に搭載されている可視光線面分光装置 (KOOLS-IFU) を用いた近傍赤外線銀河の面分光観測を実施した。特にAGN起源のアウトフロー（AGNアウトフロー）の強さの指標として酸素の２階電離輝線に着目した。9天体について解析した結果、(1) 銀河中心ほどAGNアウトフローが強いこと、(2) 銀河合体ステージが進むにつれてAGNアウトフローが強くなること を発見した。これは銀河合体がAGN起源のアウトフローの強弱に寄与していることを示唆している (Toba et al. 2022, PASJ, 74, 6)。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度はeFEDSにおける活動銀河核の性質調査（Toba et al. 2022, A&A, 661, A15) および 近傍赤外線銀河の可視光面分光観測 (Toba et al. 2022, PASJ, 74, 6) の２つの主著論文をはじめ、計26本の査読論文を出版できた。
また、eROSITAによるX線全天探査データ公開に先駆けて予備的研究や銀河団と活動銀河核の関係に関する研究も論文化に向けて順調に進んでいる （来年度投稿・出版予定）。
以上のことからおおむね順調に進んでいると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、特に来年度は超巨大ブラックホールの活動性の環境依存性に着目して研究を進めていく。
N “number fraction” の環境依存性：銀河群や銀河団中のメンバー銀河の中で活動銀河核（AGN)を持つ銀河の個数、その割合 (AGN number fraction)が、赤方偏移や銀河団中心からの距離にどのように依存するのか、またその様子はフィールド銀河（銀河群や銀河団に所属していない銀河）と異なるのかを調査する。
2. AGN “energy fraction” の環境依存性：銀河群や銀河団のメンバー銀河、個々の銀河についてスペクトルエネルギー分布（SED)解析から全赤外線光度に対するAGNからの寄与率（AGN energy fraction)を算出し、それが赤方偏移や銀河団中心からの距離にどのように依存するのか、またその様子はフィールド銀河と異なるのかを調査する。1. との関連も興味深い。
さらに、eROSITAによるX線全天探査データの１回目の公開およびEuclid衛星の打ち上げは来年度を予定していることを受け、その予備的研究も進めていく予定である。
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