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

2021 年度 実績報告書

• 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, 先端技術センター, 講師 (60532710)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: ブラックホール / ガス噴出流 / 輝線放射 / 銀河 / 共進化 / 補償光学 / 面分光 / スペクトル

研究実績の概要

本研究は、補償光学面分光装置を用いて観測したデータを用いて、銀河中心部巨大ブラックホール周辺のガスの運動、特に高速のガス噴出流を計測し、銀河の形成史に果たしたブラックホールの役割を解明する計画である。
新型コロナウィルス(covid19)蔓延が依然として流動的であり校務の激化などにより当初の進展計画からはずれ込んでいるものの、以下の事が明らかになってきた。波長ごとの画像を繋げて動画表示することで、母銀河の形状と速度構造、および補償光学付面分光データの威力の大きさが明瞭に確認できた。また、銀河中心の巨大ブラックホール付近でのガス噴出を様々な手法で探査した結果、非点対称の高速ガス噴出の兆候を発見した。検出の真偽を検証する精査と噴出速度やガスの形状の計測急ぎ進めている。レーザートモグラフィー補償光学が良く働き、像サイズ(Point-Spread-Functionサイズ)が小さい(半値幅0.1-0.2秒角)こととその像サイズの波長依存性が大きいことを明らかにした。また、中心から周辺ピクセルへの光の漏れ込み量が点対称ではなく、かつその異方性も波長依存性が大きいこともわかった。科学目的の解析と併せて、レーザートモグラフィー補償光学の実際の振る舞いを装置開発チームへ報告する事を目指して情報を集約中である。
本計画での計測をもとに、銀河中心部のガス噴出流を高精度分光する観測提案をすばる望遠鏡へ提出し、Rank-Aで採択されている。2022年1月に観測が行われ、データ解析に取り組み始めている。

研究成果

• [国際共同研究] Leibniz Institute for Astrophysics(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Leibniz Institute for Astrophysics
• [国際共同研究] SISSA/INAF-OAS(イタリア)
  • 国名: イタリア
  • 外国機関名: SISSA/INAF-OAS
• [雑誌論文] Subaru High-z Exploration of Low-luminosity Quasars (SHELLQs). XVI. 69 New Quasars at 5.8 < z < 7.0 (2022)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka Y.、Iwasawa K.、Onoue M.、Izumi T.、Kashikawa N.、Strauss M.A.、Imanishi M.、Nagao T.、Akiyama M.、Silverman J.D.、Asami N.、Bosch J.、Furusawa H.、Goto T.、Gunn J.E.、Harikane Y.、Ikeda H.、Ishimoto R.、Kawaguchi Toshihiro、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Supplement Series 巻: 259 ページ: 18～18
  • DOI: 10.3847/1538-4365/ac3d31
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS) (2021)
  • 著者名/発表者名: Toba Yoshiki、Brusa Marcella、Liu Teng、Buchner Johannes、Terashima Yuichi、Urrutia Tanya、Salvato Mara、Akiyama Masayuki、Arcodia Riccardo、Goulding Andy D.、Higuchi Yuichi、Inoue Kaiki T.、Kawaguchi Toshihiro、Lamer Georg、Merloni Andrea、Nagao Tohru、Ueda Yoshihiro、Nandra Kirpal
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 649 ページ: L11～L11
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202140317
  • 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). XIII. Large-scale Feedback and Star Formation in a Low-luminosity Quasar at z = 7.07 on the Local Black Hole to Host Mass Relation (2021)
  • 著者名/発表者名: Izumi T.、Matsuoka Y.、Fujimoto S.、Onoue M.、Strauss M.A.、Umehata H.、Imanishi M.、Kohno K.、Kawaguchi Toshihiro、Kawamuro T.、Baba S.、Nagao T.、Toba Y.、Inayoshi K.、Silverman J.D.、Inoue A.K.、Ikarashi S.、Iwasawa K.、Kashikawa N.、Hashimoto T.、Nakanishi K.、Ueda Y.、Schramm M.、Lee C.-H.、Suh H.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 914 ページ: 36～36
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abf6dc
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Optical Spectroscopy of Dual Quasar Candidates from the Subaru HSC-SSP program (2021)
  • 著者名/発表者名: Tang S.、Silverman J.D.、Ding X.、Li J.、Lee K.-G.、Strauss M.A.、Goulding A.、Schramm M.、Kawinwanichakij L.、Xavier P.J.、Hennawi J.F.、Imanishi M.、Iwasawa K.、Toba Y.、Kayo I.、Oguri M.、Matsuoka Y.、Onoue M.、Jahnke K.、Ichikawa K.、Hartwig T.、Kashikawa N.、Kawaguchi Toshihiro、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 922 ページ: 83～83
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac1ff0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ionizing radiation from AGNs at <i>z</i> &amp;gt; 3.3 with the Subaru Hyper Suprime-Cam Survey and the CFHT Large Area U-band Deep Survey (CLAUDS) (2021)
  • 著者名/発表者名: Iwata Ikuru、Sawicki Marcin、Inoue Akio K、Akiyama Masayuki、Micheva Genoveva、Kawaguchi Toshihiro、Kashikawa Nobunari、Gwyn Stephen、Arnouts Stephane、Coupon Jean、Desprez Guillaume
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 509 ページ: 1820～1836
  • DOI: 10.1093/mnras/stab2742
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] A Wide and Deep Exploration of Radio Galaxies with Subaru HSC (WERGS): z= 0.3-1.4の電波銀河周辺環境の統計的理解 (2022)
  • 著者名/発表者名: 内山 久和,山下 拓時,長尾 透,久保 真理子,鍛冶澤 賢, 市川 幸平,登口 暁,鳥羽 儀樹,石川 将吾, 川口 俊宏,川勝 望, Chien-Hsiu Lee
  • 学会等名: 日本天文学会 春期年会
• [学会発表] 富岳時代の準解析的銀河・AGN形成モデル (2021)
  • 著者名/発表者名: 大木平, 白方光, 長島雅裕, 西道啓博, 川口俊宏, 岡本崇, 石山智明, 榎基宏
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2021年大会
• [学会発表] Uchuu simulation と準解析的モデルで探る高赤方偏移クエーサー形成 (2021)
  • 著者名/発表者名: 大木平, 石山智明, 長島雅裕, 川口俊宏, 岡本崇, 榎基宏, 白方光
  • 学会等名: 日本天文学会 秋期年会
• [学会発表] A Wide and Deep Exploration of RGs with Subaru HSC (WERGS). VII Statistical Characterization of Radio Galaxy Environments at z = 0.3-1.4 (2021)
  • 著者名/発表者名: Hisakazu Uchiyama, Takuji Yamashita, Tohru Nagao, Kohei Ichikawa, Yoshiki Toba, Shogo Ishikawa, Mariko Kubo, Masaru Kajisawa, Toshihiro Kawaguchi, Nozomu Kawakatu, Chien-Hsiu Lee, Akatoki Noboriguchi
  • 学会等名: 「埋もれたAGNの宇宙論的進化」研究会
• [学会発表] Extreme nature of blue-excess dust-obscured galaxies revealed by optical spectroscopy (2021)
  • 著者名/発表者名: 登口 暁, 長尾 透, 鳥羽 儀樹, 市川 幸平, 上田 佳宏, 鍛冶澤 賢, 加藤 奈々子, 川口 俊宏, 松原 英雄, 松岡 良樹, 大西 響子, 尾上 匡房, 玉田 望, 寺尾 航暉, 寺島 雄一, 山下 拓時
  • 学会等名: 「埋もれたAGNの宇宙論的進化」研究会
• [備考] これまでの研究紹介(川口 俊宏)
  • URL: https://www.onomichi-u.ac.jp/kohyo/about_teacher/teacher/Kawaguchi_researchintroduction.html