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2020 年度 実施状況報告書

銀河団からブラックホールに至る冷たいガスの流れとAGNの活動性の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03709
研究機関国立天文台

研究代表者

永井 洋  国立天文台, アルマプロジェクト, 特任准教授 (00455198)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード活動銀河核 / ブラックホール降着流 / 銀河団 / 電波観測 / ALMA望遠鏡 / VLBI
研究実績の概要

【当初の研究の狙い】ペルセウス銀河団中心の巨大楕円銀河NGC 1275 から放射される分子ガス輝線を、アルマ望遠鏡を用いて、これまでにない解像度で観測を行う。この観測によって、中心10-1000 pc スケールにおける冷たいガスの流れの空間分布・運動を明らかにし、銀河団からブラックホールに至る冷たいガス降着(cold accretion)の実体を調査する。本観測によって、(1) kpc スケールで見られる分子ガスフィラメントと核周円盤との関係、(2) 数値実験から予想される降着流の非一様性、(3)「ひとみ」衛星で発見されたFe-Kα 輝線の所在、といったテーマの解明に取り組む。

【2020年度の実績】上記研究の狙いの主要なテーマについては、Nagai et al. 2019として出版された。2020年度は上記(1)を発展するべく、分子ガス核周円盤(以降、CND)が、ブラックホールへの質量降着にどのように影響するかを調べるため、今年度は新たに、①330MHz帯VLBI観測データを用いた、中心100pc以内のCNDで起こる星形成の性質の調査、②アルマ・サイクル6による中心10pcスケールにおける分子ガスの分布や運動状態の調査、に取り組んだ。①の研究により、CNDに付随した330MHz帯連続波放射を発見した。この放射は超新星爆発起源の放射であることがわかり、放射強度と星形成率の関係から、CNDにおける星形成率を見積もることに成功した。CNDにおける星形成の証拠を空間的に分解して撮像に成功したのは、本研究が初となる。また、理論モデルとの比較により、超新星爆発が引き起こす乱流から期待される質量降着率の見積もりを行い、CNDが果たすブラックホール降着流への役割について議論を行った。本成果はすでにApJへ投稿を済ませ、レフェリーコメントへの対応を行っている最中である。

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

「研究実績の概要」で述べた研究①と②のうち、当初は②を中心に研究を進める予定であったが、研究の進展の中で、当初予期していなかった発見があったため、研究計画に軽微な修正を行い、2020年度は①を中心とした研究を行った。
COVID-19に伴う影響で、参加を予定していた国際学会や研究会がキャンセルされるなど、研究成果発表の場が減少してしまった。そのため、研究成果の発信という観点で、計画とのずれが生じてしまったが、論文化自体には影響がないため、研究計画全体の進捗はおおむね順調に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

当初の予定では2020年度をもって補助期間が終了するはずであったが、COVID-19に伴う社会情勢の変化から、補助期間の延長を申請した。2021年度は、すでに投稿した論文の受理のための作業を継続するとともに、「研究実績の概要」で述べた研究②の論文化に取り組む。社会情勢が許せば、国際学会への参加を通じて、研究成果の発信にも努めたい。

次年度使用額が生じた理由

COVID-19感染拡大に伴う社会情勢の変化により、参加を予定していた国際学会への参加ができなくなってしまったことや研究環境が変化したことが主な理由。今後の情勢が許せば、2021年度に、適切な学会への参加費にあてるとともに、研究の発展のために必要な物品の購入にあてる。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 11件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 3件)

  • [雑誌論文] First M87 Event Horizon Telescope Results. VII. Polarization of the Ring2021

    • 著者名/発表者名
      Akiyama Kazunori et al. including Hiroshi Nagai
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 910 ページ: L12~L12

    • DOI

      10.3847/2041-8213/abe71d

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Explosion in Orion-KL as Seen by Mosaicking the Magnetic Field with ALMA2021

    • 著者名/発表者名
      Cortes Paulo C.、Le Gouellec Valentin J. M.、Hull Charles L. H.、Girart Josep M.、Louvet Fabien、Fomalont Edward B.、Kameno Seiji、Moellenbrock George A.、Nagai Hiroshi、Nakanishi Kouichiro、Villard Eric
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 907 ページ: 94~94

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abcafb

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Gravitational Test beyond the First Post-Newtonian Order with the Shadow of the M87 Black Hole2020

    • 著者名/発表者名
      Psaltis Dimitrios et al. including Hiroshi Nagai
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 125 ページ: 141104~141113

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.125.141104

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ALMA observations of PSR B1259-63/LS 2883 in an inactive period: Variable circumstellar disk?2020

    • 著者名/発表者名
      Fujita Yutaka、Nagai Hiroshi、Akahori Takuya、Kawachi Akiko、Okazaki Atsuo T
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 72 ページ: L9-L14

    • DOI

      10.1093/pasj/psaa067

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterizing the Accuracy of ALMA Linear-polarization Mosaics2020

    • 著者名/発表者名
      Hull Charles L. H.、Cortes Paulo C.、Gouellec Valentin J. M. Le、Girart Josep M.、Nagai Hiroshi、Nakanishi Kouichiro、Kameno Seiji、Fomalont Edward B.、Brogan Crystal L.、Moellenbrock George A.、Paladino Rosita、Villard Eric
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of the Pacific

      巻: 132 ページ: 094501~094501

    • DOI

      10.1088/1538-3873/ab99cd

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Monitoring the Morphology of M87* in 2009-2017 with the Event Horizon Telescope2020

    • 著者名/発表者名
      Wielgus Maciek et al. including Hiroshi Nagai
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 901 ページ: 67~67

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abac0d

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Herschel SPIRE Discovery of Far-infrared Excess Synchrotron Emission from the West Hot Spot of the Radio Galaxy Pictor A2020

    • 著者名/発表者名
      Isobe Naoki、Sunada Yuji、Kino Motoki、Koyama Shoko、Tashiro Makoto、Nagai Hiroshi、Pearson Chris
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 899 ページ: 17~17

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab9d1c

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Event Horizon Telescope imaging of the archetypal blazar 3C 279 at an extreme 20 microarcsecond resolution2020

    • 著者名/発表者名
      Kim Jae-Young et al. including Hiroshi Nagai
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 640 ページ: A69~A69

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202037493

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Verification of Radiative Transfer Schemes for the EHT2020

    • 著者名/発表者名
      Gold Roman et al. including Hiroshi Nagai
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 897 ページ: 148~148

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab96c6

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] THEMIS: A Parameter Estimation Framework for the Event Horizon Telescope2020

    • 著者名/発表者名
      Broderick Avery E. et al. including Hiroshi Nagai
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 897 ページ: 139~139

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab91a4

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Jansky VLA observations of synchrotron emitting optical hotspots of 3C 227 and 3C 445 radio galaxies2020

    • 著者名/発表者名
      Orienti M、Migliori G、Brunetti G、Nagai H、D’Ammando F、Mack K-H、Prieto M A
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 494 ページ: 2244~2253

    • DOI

      10.1093/mnras/staa777

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] SYMBA: An end-to-end VLBI synthetic data generation pipeline2020

    • 著者名/発表者名
      Roelofs F. et al. including Hiroshi Nagai
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 636 ページ: A5~A5

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201936622

    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2021-12-27  

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