| 研究課題/領域番号 |
15K05020
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
三澤 透 信州大学, 学術研究院総合人間科学系, 准教授 (60513447)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | AGNアウトフロー / クェーサー吸収線 |
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| 研究実績の概要 |
アウトフロー変動を通してクェーサー活動の変動を探る3つの計画のうち、「mini-BAL/NALクェーサーに対する測光・分光同時モニター観測」の結果をまとめて学術誌に投稿した。これは、国内の望遠鏡（木曽観測所、岡山天体物理観測所）を用いた4年以上に渡る予備調査と、H27年度に実際に行った本観測の集大成である。BALクェーサーと同様に、mini-BALクェーサーに対しても、クェーサー光度とアウトフローによる吸収強度には相関があることを確認した。（ちなみにNALクェーサーについては吸収線の時間変動はほとんど見られない。）この結果は「電離状態変動シナリオ」を支持するものである。一方で、（これもBALクェーサーで確認されていることだが）光度変動の大きさが吸収強度の変動を説明できるほど大きくないことも分かった。ある程度予想されていたこの問題に対しては、解決のための２つの補助機構（クランピーな吸収物質による自己遮蔽効果の変動、アウトフローの根元に存在するwarm absorberの光学的厚さの変動）が提案されている。特に前者についてはアウトフローガスのサイズ評価が重要となる。そこで、すばる望遠鏡による重力レンズクェーサーSDSS J1029+2623（最大離角22.5秒）に対する多視線高分散分光観測を行い、横断方向のサイズの見積もりを試みた。その結果、放出速度が小さい（すなわち光源からの距離が小さい）アウトフローが２視線で共通の吸収構造を持つのに対し、放出速度が1,000km/sよりも大きいアウトフロー吸収は一方の視線でしか検出されないことが分かった。この結果は、一部のアウトフローガスのサイズが、クェーサーレンズ像の視線間距離よりも小さいことを意味する。現時点において、２つの補助機構のいずれも可能性として排除できないことが分かった。
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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
アウトフローの変動原因として現在最も有力視されている「電離状態変動シナリオ」を検証するために、測光・分光同時モニター観測と、重力レンズクェーサーを用いた多視線分光観測を行った。これらの観測結果から、BALクェーサーだけでなくmini-BALクェーサーに対しても、クェーサーの光度変動とアウトフローによる吸収線の強度変動の間に相関があることが確認できた。ある程度予想されていた結果とはいえ、4年以上にわたる予備調査、およびH27年度に行った本観測の結果をもとに、吸収線幅が小さいmini-BALクェーサーに対しても同様の傾向がみられたことは重要である。ちなみに吸収線の時間変動が乏しいNALクェーサーに対しても測光モニター観測を行ったが、その光度変動の大きさはmini-BALクェーサーとあまり変わらないことが分かった。つまりアウトフローによる吸収線の変動原因はクェーサーの光度変動だけでは説明できず、何らかの補助的な機構が働くことにより、BAL/mini-BALの吸収強度だけが変動すると考えられる。
ここまでの研究は当初の計画通り順調に進んでいると言える。更に我々は時間変動の補助機構を解明すべく、重力レンズクェーサーを用いたアウトフローガスの横断方向のサイズ評価にも着手した。重力レンズクェーサーSDSS J1029+2623の2つのレンズ像に対する多視線分光観測を行ったところ、視線方向による吸収構造の違いを確認した。この結果は、アウトフローガスの横断方向のサイズ評価に利用できるだけでなく、アウトフローを異なる方向から見込むことが出来た点でも興味深い結果であるといえる。上記2つの観測結果についてはすでに学術誌に投稿済みである。
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| 今後の研究の推進方策 |
アウトフローガスの横断方向のサイズ測定のために、重力レンズクェーサーを用いた多視線分光観測を継続する。アウトフローの角度依存性の有無を確認するために、最初のターゲットにはあえて最大離角22.5秒を有するレンズクェーサーSDSS J1029+2623を選んだが、今後は観測対象を数秒角程度の離角を有する小離角レンズクェーサーに拡張していく。すでにH28年1月には、離角2.8秒の重力レンズクェーサーSDSS J1001+5027に対する多視線分光観測をすばる望遠鏡で実施している。この天体に対しても吸収線の角度依存性が確認されたことから、アウトフローガスの横断方向のサイズの上限値がさらに一桁下げられたことになる。それに伴いガス密度も上がるため、自己遮蔽の効果がより重要性を増したことになる。今後はこの天体のモニター観測を行う予定である。
もう一つの補助機構（アウトフローの根元に存在するwarm absorberの光学的厚さの変動）を検証するため、可視・X線同時モニター解析にも着手する予定である。これには、すざくをはじめとするX線観測衛星のアーカイブデータを用いることが考えられる。X線観測を専門とする研究者との共同研究を模索する。
研究が当初の計画以上に進展した場合は、アウトフローに対する様々な物理量の時間変動を探る計画に進む。これは、すでに取得済みの高分散分光モニターの観測データを使って実現できる。様々な電離ポテンシャルを有するイオンに対する吸収線フィットを行い、柱密度、吸収線幅、等価幅などの吸収線パラメータを評価する。その後、Cloudyによる光電離モデルを適用すれば、アウトフローガスの電離パラメータ、密度、温度、光源距離などの物理量を評価することができる。これには長い作業時間が要求されるため、可能であれば最終年度を待たずに着手する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度は、観測、データ解析、論文執筆に集中したため、研究成果発表のための旅費を当初計画よりも抑えることが出来た。研究成果はすでに論文として学術誌に投稿されているため、今後は積極的に成果発表を行っていく予定である。これまでに行ったデータ解析にはハイスペックの計算機が不要であったため、既存のパソコンで作業を行った。次年度以降は、アウトフローに対する大規模な光電離モデルを行う予定であるため、高い計算処理能力を有するパソコンの購入を検討する。
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| 次年度使用額の使用計画 |
共同研究者と研究打ち合わせをするための旅費、国内外の学会・研究会に参加するための旅費、観測結果の考察に必要な書籍や研究会集録などの購入、学術論文（2本以上）を出版するための費用が必要となる。その他、研究をスムーズに行うためのパソコン関係の消耗品などを購入する予定である。吸収線モデルフィット、および光電離モデルの作業に進む場合は、その作業量に応じて研究費の一部をデータ解析のための謝金として使用することも検討する。上記目的のために、H28年度請求額と合わせて使用する。
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