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2020 年度 実績報告書

連星中性子星合体から数時間後の電磁波対応天体から迫るブラックホールの活動性

研究課題

研究課題/領域番号 19J00214
研究機関東京大学

研究代表者

松本 達矢  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
キーワード高エネルギー天体物理学
研究実績の概要

本年度は昨年度に引き続きイスラエル国ヘブライ大学にて在外研究を行った。主に超巨大ブラックホールが引き起こす高エネルギー現象として、(1)天の川銀河中心で発生する近赤外線の増光(フレアと呼ぶ)の原因に関する研究、(2)潮汐破壊現象と呼ばれる天体現象で可視光放射がどのように行われるかを検討する研究を行った。さらに、(3)短いガンマ線バーストと呼ばれる突発天体の電波観測から、強磁場の中性子星が形成されたかを制限する研究を行った。
(1)では2018年に行われた観測をもとに、フレアが発生時に近赤外の点源がブラックホール周囲を周回運動している軌道について複数の理論モデルを構築し、どのようなモデルが観測をもっともうまく説明するかを検討した。その結果、点源は発光する物体というよりもブラックホール周囲の流体で波動が駆動され、ブラックホール周囲を伝搬する際に発光している部分に対応している可能性があることを指摘した。
(2)では可視光突発天体で可視光放射領域が普遍的に成り立つ状況(光子の拡散)をもとに、観測量から放出物質量を見積もった。その結果、広く受け入れられている円盤風からの放射モデルに制限を与えた。
(3)では連星中性子星合体後の残骸天体について強磁場中性子星の兆候は見いだせなかった。
これらは研究計画の対象であるブラックホールの引き起こす高エネルギー現象について、その理解様々な観測結果からその発生機構に迫るものである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

連星中性子星合体が引き起こす短いガンマ線バーストを主な研究対象としていたが、本年はその範囲を拡大し、超巨大ブラックホールの引き起こす高エネルギー現象について研究を行い、知見を深められたのは大きな進展である。また、ガンマ線バーストの観測チームと共同で研究を開始することができたのも、今後のさらなる研究に進展する。

今後の研究の推進方策

潮汐破壊現象について、可視光だけでなく様々な波長でも観測が行われており、それらの観測結果を総合的に解釈して、整合的なモデルに繋げられるような研究を行いたい。また、多様な可視光突発天体について構築した手法を応用し、爆発メカニズムを検討したい。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] ヘブライ大学(イスラエル)

    • 国名
      イスラエル
    • 外国機関名
      ヘブライ大学
  • [雑誌論文] Limits on mass outflow from optical tidal disruption events2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Matsumoto and Tsvi Piran
    • 雑誌名

      Monthly Notices of Royal Astronomical Society

      巻: 502 ページ: 3385-3393

    • DOI

      10.1093/mnras/stab240

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Searching for the radio remnants of short gamma-ray bursts2021

    • 著者名/発表者名
      R. Ricci, et al. (including Tatsuya Matsumoto, 4th author)
    • 雑誌名

      Monthly Notices of Royal Astronomical Society

      巻: 500 ページ: 1708-1720

    • DOI

      10.1093/mnras/staa3241

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Polarized kilonovae from black hole-neutron star mergers2021

    • 著者名/発表者名
      M. Bulla, et al. (including Tatsuya Matsumoto, 6th author)
    • 雑誌名

      Monthly Notices of Royal Astronomical Society

      巻: 501 ページ: 1891-1899

    • DOI

      10.1093/mnras/staa3796

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The origin of hotspots around Sgr A*: Orbital or pattern motion?2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Matsumoto, Chi-Ho Cha, and Tsvi Piran
    • 雑誌名

      Monthly Notices of Royal Astronomical Society

      巻: 497 ページ: 2385-2392

    • DOI

      10.1093/mnras/staa2095

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 超新星爆発でのイジェクタ質量の推定2020

    • 著者名/発表者名
      松本達矢
    • 学会等名
      日本天文学会2020年秋季年会
  • [学会発表] The origin of hotspots around Sgr A*: Orbital or pattern motion?2020

    • 著者名/発表者名
      松本達矢
    • 学会等名
      日本天文学会2020年秋季年会

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公開日: 2021-12-27  

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