補償光学面分光によるブラックホールが銀河形成史に果たした役割の解明

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K05389
• 研究機関: 尾道市立大学
• 研究代表者: 川口 俊宏 尾道市立大学, 経済情報学部, 准教授 (60433695)
• 研究分担者: 菅井 肇 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任准教授 (50291422) ; 尾崎 忍夫 国立天文台, TMT推進室, 特任研究員 (60532710)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: ブラックホール / 銀河 / 共進化 / ガス噴出 / 輝線 / スペクトル / 面分光 / 可視光観測

研究実績の概要

我々は、高速ガス噴出が起きている活動銀河核の中で最も近傍に居る天体について、補償光学機能(AO188)で角度分解能を向上させたすばる望遠鏡の可視光面分光装置(Kyoto 3D II)を用いて観測を行い、"母銀河星形成抑制" 仮説の検証を目指している。
狭輝線1型セイファート銀河IRAS04576+0912(赤方偏移z = 0.036)の中心部、約3"x2"(~2.2x 1.4kpc)の視野のデータを得た。
約600個のlenselet(1lenseletの視野角=0.084"~60pc)の波長6600--7200Aのスペクトルを解析し、各場所(各lenselet)のHalpha、[N II]6583,6548AA、[S II]6716,6731AAの輝線強度やガスの運動速度を求めた。
各位置のスペクトルを解析するにつれ、多くのlenselet で[S II]6716,6731AA輝線の短波長側に裾野を引くblue tailが観えることがわかった。このblue tailが見られる領域は中心核周囲に対称に広がるのではなく、北西側に偏在していた。
次に、blue tailを示すlenseletからのスペクトルを集めS/Nを向上させた平均スペクトルに対して、[S II]を2速度成分に増やし解析した。その結果、blue tail成分が約900km/sの青方偏移速度を持つ高い密度(> 3000 cm^-3)のガスから放射されていることが分かった。一方、低速度成分のガスは低密度であった。補償光学と可視光面分光装置の組合せによって、初めてこの天体について高速ガス噴出の広がりやガス密度が明かになった。これらの成果は、欧文査読誌に投稿し、現在審査中である他、学会年会や研究会において招待講演1件、一般講演5件、談話会1件で発表した。

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

これまでに得た研究成果は、欧文査読誌に投稿し現在審査中である他、学会年会や研究会において招待講演1件、一般講演5件(内1件は国際研究会)、談話会1件で発表している。初年度として十分な成果を挙げていると考えている。

今後の研究の推進方策

各位置でのスペクトルフィットを銀河回転とガス噴出に成分分離して行うことで、銀河中心部のガス動力学を得る。その結果、銀河中心部での重力ポテンシャルが求まる。これと、不フィットから求まるガス噴出速度の比較から、(1) より外まであふれ出るガス噴出なのか、中心部へいずれ落下するガスの流れなのか、(2) 噴出ガスの運動量・運動エネルギーは重力ポテンシャルに対抗して周りのガスを吹き飛ばせるだけ大きいか、(3) ブラックホール噴出流が銀河での星形成(銀河進化)へどれだけ影響を与えうるのか定量的に明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

前倒し支払請求額(40万円)のうち、予定していた出張が校務のために参加できないことにより、約14万円残額が発生した。
翌年度分は、本年度の前倒し支払請求のために出張を制限する計画であったが、本年度の残額と合わせることで必要な出張を断念せずに研究を速やかに遂行する。

研究成果

• [雑誌論文] X-Ray Bright Optically Faint Active Galactic Nuclei in the Subaru Hyper Suprime-Cam Wide Survey (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuichi TERASHIMA, Makoto SUGANUMA, Masayuki AKIYAMA, Jenny E.GREENE, Toshihiro KAWAGUCHI, Kazushi IWASAWA, Tohru NAGAO, Hirofumi NODA, Yoshiki TOBA, Yoshihiro UEDA and Takuji YAMASHITA
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: S36
  • DOI: 10.1093/pasj/psx109
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Quasar Luminosity Function at Redshift 4 with Hyper Suprime-Cam Wide Survey (2018)
  • 著者名/発表者名: Masayuki AKIYAMA, Wanqiu HE, Hiroyuki IKEDA, Mana NIIDA, Tohru NAGAO, James BOSCH, Jean COUPON, Motohiro ENOKI, Masatoshi IMANISHI, Nobunari KASHIKAWA, Toshihiro KAWAGUCHI, 他16名
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: id.S34
  • DOI: 10.1093/pasj/psx091
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Clustering of quasars in a wide luminosity range at redshift 4 with Subaru Hyper Suprime-Cam wide field imaging (2018)
  • 著者名/発表者名: Wanqiu HE, Masayuki AKIYAMA, James BOSCH, Motohiro ENOKI, Yuichi HARIKANE, Hiroyuki IKEDA, Nobunari KASHIKAWA, Toshihiro KAWAGUCHI, 他20名
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: id.S33
  • DOI: 10.1093/pasj/psx129
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Subaru High-z Exploration of Low-Luminosity Quasars (SHELLQs). II. Discovery of 32 Quasars and Luminous Galaxies at 5.7 < z 6.8 (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Matsuoka, Masafusa Onoue, Nobunari Kashikawa, Kazushi Iwasawa, Michael A. Strauss, Tohru Nagao, Masatoshi Imanishi, Chien-Hsiu Lee, Masayuki Akiyama, Naoko Asami, James Bosch, Sebastien Foucaud, Hisanori Furusawa, Tomotsugu Goto, James E. Gunn, Yuichi Harikane, Hiroyuki Ikeda, Toshihiro Kawaguchi, 他27名
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: id.S35
  • DOI: 10.1093/pasj/psx046
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Theoretical Re-evaluations of Scaling Relations between SMBHs and Their Host Galaxies. 2. Importance of AGN Feedback Suggested by Stellar Age - Velocity Dispersion Relation (2017)
  • 著者名/発表者名: Hikari Shirakata, Toshihiro Kawaguchi, Takashi Okamoto, and Tomoaki Ishiyama
  • 雑誌名: Frontiers in Astronomy and Space Sciences 巻: 4 ページ: id.13
  • DOI: 10.3389/fspas.2017.00013
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Theoretical Re-evaluations of Scaling Relations between SMBHs and Their Host Galaxies . 1. Effect of Seed BH Mass (2017)
  • 著者名/発表者名: Hikari Shirakata, Toshihiro Kawaguchi, Takashi Okamoto, Ryu Makiya, Tomoaki Ishiyama, Yoshiki Matsuoka, Masahiro Nagashima, Motohiro Enoki, Taira Oogi, and Masakazu A. R. Kobayashi
  • 雑誌名: Frontiers in Astronomy and Space Sciences 巻: 4 ページ: id.15
  • DOI: 10.3389/fspas.2017.00015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Diverse Nuclear Star-forming Activities in the Heart of NGC 253 Resolved with 10-pc-scale ALMA Images (2017)
  • 著者名/発表者名: Diverse Nuclear Star-forming Activities in the Heart of NGC 253 Resolved with 10-pc-scale ALMA Images
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 849 ページ: id.81
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa8fd4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Foreground effect on the J-factor estimation of classical dwarf spheroidal galaxies (2017)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa, Koji; Ishigaki, Miho N.; Matsumoto, Shigeki; Ibe, Masahiro; Sugai, Hajime; Hayashi, Kohei; Horigome, Shun-ichi
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 468 ページ: 2884-2896
  • DOI: 10.1093/mnras/stx682
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hα Intensity Map of the Repeating Fast Radio Burst FRB 121102 Host Galaxy from Subaru/Kyoto 3DII AO-assisted Optical Integral-field Spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Kokubo, Mitsuru; Mitsuda, Kazuma; Sugai, Hajime; Ozaki, Shinobu; Minowa, Yosuke; Hattori, Takashi; Hayano, Yutaka; Matsubayashi, Kazuya; Shimono, Atsushi; Sako, Shigeyuki; Doi, Mamoru
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 844 ページ: 95
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa7b2d
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of compact integral field unit for spaceborne solar spectro-polarimeter (2017)
  • 著者名/発表者名: Suematsu, Y.; Koyama, M.; Sukegawa, T.; Enokida, Y.; Saito, K.; Okura, Y.; Nakayasu, T.; Ozaki, S.; Tsuneta, S.,
  • 雑誌名: SPIE, International Conference on Space Optics 巻: 10563 ページ: 105634M
  • DOI: 10.1117/12.2304257
  • オープンアクセス
• [学会発表] AO-Assisted Optical IFU Study on Fast Outflow from Active Galactic Nuclei with High Gas Accretion Rates (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Kawaguchi
  • 学会等名: Subaru Users' Meeting FY2017
  • 国際学会
• [学会発表] 狭輝線1型セイファート銀河核からの高速ガス噴出のすばる 補償光学付き面分光観測による測定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川口 俊宏, 尾崎 忍夫, 菅井 肇, 松林 和也, 服部 尭, 下農 淳司, 美濃和 陽典, 早野 裕, 青木 賢太郎, 満田 和真
  • 学会等名: 天文学会 春季年会
• [学会発表] 準解析的銀河形成モデルを用いた超大質量ブラックホールへの 降着タイムスケールに関する研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 白方光, 岡本崇, 川口俊宏
  • 学会等名: 天文学会 春季年会
• [学会発表] HSC Transient Survey (VIII): Tidal Disruption Events (2018)
  • 著者名/発表者名: 諸隈智貴, 川口俊宏, 満田和真
  • 学会等名: 天文学会 春季年会
• [学会発表] コンプトンショルダーを用いたX線反射モデルによる 活動銀河核トーラスの物理状態の推定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 挽谷政弥、深沢泰司、大野雅功、川口俊宏
  • 学会等名: 天文学会 春季年会
• [学会発表] クランピートーラスからの広帯域X線スペクトルモデルの Circinus galaxyへの適用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 谷本敦, 上田佳宏, 小高裕和, 深沢泰司, 川口俊宏
  • 学会等名: 天文学会 春季年会
• [学会発表] 高ガス降着率活動銀河核からのガス噴出の面分光による研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川口 俊宏
  • 学会等名: 磁気流体プラズマで探る高エネルギー天体現象研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 高ガス降着率活動銀河核からのガス噴出の面分光による研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川口 俊宏
  • 学会等名: 第8回アウトフロー研究会
• [学会発表] すばる補償光学付き面分光観測による銀河中心部のガスの 運動・構造の計測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川口 俊宏, 尾崎 忍夫, 菅井 肇, 松林 和也, 服部 尭, 下農 淳司, 美濃和 陽典, 早野 裕, 青木 賢太郎, 満田 和真
  • 学会等名: 天文学会 秋季年会
• [学会発表] Radio mode AGN feedbackが銀河の速度分散と年齢の関係 に与える影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 白方光, 岡本崇, 川口俊宏, 石山智明
  • 学会等名: 天文学会 秋季年会
• [学会発表] X-ray bright optically faint AGNs found in XMM-Newton and Subaru Hyper Suprime-Cam surveys (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Terashima, M. Suganuma. M. Akiyama, J. E. Greene, T. Kawaguchi, K. Iwasawa, T. Nagao, H. Noda, Y. Toba, Y. Ueda. & T. Yamashita
  • 学会等名: 天文学会 秋季年会
• [学会発表] モンテカルロシミュレーションを用いたX線反射モデルによる 活動銀河核トーラスの物理状態の推定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 挽谷政弥、深沢泰司、大野雅功、川口俊宏
  • 学会等名: 天文学会 秋季年会
• [学会発表] FOCAS 用イメージスライサー型面分光ユニットの開発８ (2017)
  • 著者名/発表者名: 尾崎忍夫, 服部尭, 福嶋美津広, 三ツ井健司, 岩下光, 田中陽子, 都築俊宏, 岡田則夫, 宮崎聡, 山下卓也, 大渕喜之
  • 学会等名: 天文学会 秋季年会
• [学会発表] TMT第１期観測装置 WFOSの検討状況報告 (2017)
  • 著者名/発表者名: 尾崎忍夫
  • 学会等名: 可視赤外線装置開発技術ワークショップ