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2018 年度 実績報告書

超巨大ブラックホールとその周辺環境との相互作用の系統的探査

研究課題

研究課題/領域番号 18J11477
研究機関総合研究大学院大学

研究代表者

菊田 智史  総合研究大学院大学, 物理科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
キーワードクエーサー / 銀河形成 / 銀河間物質 / 原始銀河団
研究実績の概要

本研究では、遠方の最大級の超巨大ブラックホール (SMBH) がどんな環境にあるか、およびその周囲のガスが Mpc スケールでどう分布しているかを明らかにする目的で、巨大な SMBH に駆動されるクエーサー周辺の銀河とガスからの水素 Lyα輝線をすばる望遠鏡の超広視野撮像観測装置 Hyper Suprime-Cam (HSC) での狭帯域フィルター観測でとらえる。さらに順次国際的な連携により多波長での追観測を進め、SMBH へのガス降着率やその周辺での塵に埋もれて隠された星形成活動を探る。これらの観測結果の解釈を通し、巨大 SMBH がどのような環境でできるのか、また SMBH およびその周辺の銀河の成長がガスとどう関係して進むのかを明らかにする。

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

データが得られていたz=2.84の非常に明るいクエーサーの周りを撮像したデータについて、画像データの解析を丁寧に進め、最終画像に基づいて研究を進めた。まずはライマンアルファ輝線銀河(LAE)と空間的に広がったライマンアルファ放射を示すライマンアルファブロッブ(LAB)の分布の特徴を >100 comoving Mpc にわたって調べ、LAB が高密度領域を好んで分布することを示した。さらに、クエーサーを中心とする原始銀河団では LAB の割合が非常に高く、それらが大規模構造に沿って分布している可能性を示した。これらの成果をまとめた論文を年度末に Publications of the Astronomical Society of Japan 誌に提出し、翌月に出版が受理された。
その他、別の興味深いフィールドをすばる望遠鏡の Hyper Suprime-Cam の狭帯域フィルターで観測する観測提案も採択され、次年度にデータが取得できる予定であり、おおむね計画に沿って順調に研究が進んでいると判断できる。

今後の研究の推進方策

z=2.84の非常に明るいクエーサー周辺領域で検出された3000個を超える LAE について、環境やUV光度などの性質ごとにライマンアルファハロー(銀河周辺に見つかる極めて淡い構造)の性質を調べる研究を進めている。観測機器要因などの偽の信号に注意を払いながら解析を完了させ、理論的な面からも解釈を加え、まずはこの研究を出版に持っていく。
さらに、2019年度初めに ALMA 望遠鏡を用いた中心部の原始銀河団を全体をカバーするような観測を提案した。採択されれば2020年初めごろにデータが得られる予定であるため、これを用いて埋もれた星形成やブラックホールの活動性も含めて原始銀河団に特有の現象を明らかにしていく。
順次得られる予定の他領域のすばる HSC での観測データの解析も進め、ケーススタディを超えてクエーサーおよび原始銀河団周辺での銀河形成を探っていく。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] California Institute of Technology/Princeton University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      California Institute of Technology/Princeton University
  • [雑誌論文] Lyα view around a z=2.84 hyperluminous QSO at a node of the cosmic web2019

    • 著者名/発表者名
      Kikuta et al.
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 71 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Lyman alpha imaging around a hyperluminous QSO at z=2.84 with HSC2018

    • 著者名/発表者名
      菊田智史
    • 学会等名
      銀河進化研究会2018
  • [学会発表] Lyα structure around a hyperluminous QSO at z=2.842018

    • 著者名/発表者名
      菊田智史
    • 学会等名
      輝線intensity mapping研究会
  • [学会発表] QSO environments revealed with ALMA and HSC2018

    • 著者名/発表者名
      菊田智史
    • 学会等名
      ALMAワークショップ(すばる望遠鏡 Hyper Suprime-Cam と ALMA で挑むクエーサー研究 )
    • 招待講演
  • [学会発表] Environment and activity of a hyperluminous QSO revealed by HSC NB imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kikuta
    • 学会等名
      Formation and evolution of SMBHs revealed by 'Wide field', 'Multi-wavelength', and 'Transient' surveys with HSC
    • 国際学会
  • [学会発表] 広視野NB撮像で探るAGN環境とIGM/CGM2018

    • 著者名/発表者名
      菊田智史
    • 学会等名
      第二回若手銀河研究会

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公開日: 2019-12-27  

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