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2021 年度 実績報告書

電波と可視の多波長偏光観測から探る活動銀河核ジェットの粒子加速領域の探査

研究課題

研究課題/領域番号 19K14761
研究機関広島大学

研究代表者

笹田 真人  広島大学, 宇宙科学センター, 特任助教 (10725352)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードジェット / スパースモデリング / 電波干渉計 / 偏光
研究実績の概要

本研究は中心が非常に明るい活動銀河の中心核からほぼ光速で噴出するプラズマ流(ジェット)における粒子加速機構の理解を目的に、その粒子加速場所をジェット内で特定しブラックホールからの位置を推定することである。
粒子加速場所を特定するために、本研究では可視光と電波で同時に明るくなる、または偏光が等しい場所を調べる。これは電波を放射する電子に比べ、可視光を放射する電子の寿命の方が短いため、可視光を放射する電子の場所を特定することができれば、その領域の近傍にある粒子加速領域を特定することが可能であるためである。
昨年度までに電波干渉計で観測されたデータに対して、スパースモデリングを用いて超解像画像の復元を行なった。最終年度ではこの復元された画像群から動画を作成し、中心核から噴出するプラズマの塊の時間的変化を調べた。その結果プラズマの塊はまっすぐに移動するわけではなく、曲がりながら進行することがわかった。これに対して単純な螺旋軌道を仮定し運動をシミュレーションした結果、観測されたプラズマの塊の運動をうまく説明できることを明らかにした。この結果を日本天文学会で発表するとともに天文学会が主催する記者発表でも公表することができた。
また可視光偏光観測データを自動で解析するシステムを構築し、デバックを行なった。それに加えて、無偏光および強偏光の光が検出される星を観測し、そのデータを自動解析システムによって解析することで、得られた偏光データがどれくらいの精度であるかを評価した。それによると、偏光の系統誤差は0.2%以下であることがわかり、実用に耐えうる解析システムであることを確認した。そして、この解析システムを用いて過去に取得されていたジェット天体の偏光データを解析し、ジェット天体の可視光での偏光の振る舞いと電波ジェットの系統的特徴を調べた。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学/スミソニアン天体物理学観測所/アリゾナ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      マサチューセッツ工科大学/スミソニアン天体物理学観測所/アリゾナ大学
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] ゲーテ(フランクフルト)大学/マックスプランク電波天文学研究所(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ゲーテ(フランクフルト)大学/マックスプランク電波天文学研究所
  • [国際共同研究] 中央研究院天文及天文物理学研究所(その他の国・地域 台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      中央研究院天文及天文物理学研究所
  • [国際共同研究] ラドバウド大学(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      ラドバウド大学
  • [国際共同研究] ミリ波電波天文学研究所(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      ミリ波電波天文学研究所
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      5
  • [雑誌論文] Broadband Multi-wavelength Properties of M87 during the 2017 Event Horizon Telescope Campaign2021

    • 著者名/発表者名
      Algaba J. C.、Sasada M., et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 911 ページ: L11~L11

    • DOI

      10.3847/2041-8213/abef71

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Optical follow-up observation for GW event S190510g using Subaru/Hyper Suprime-Cam2021

    • 著者名/発表者名
      Ohgami Takayuki、Tominaga Nozomu、Utsumi Yousuke、Niino Yuu、Tanaka Masaomi、Banerjee Smaranika、Hamasaki Ryo、Yoshida Michitoshi、Terai Tsuyoshi、Takagi Yuhei、Morokuma Tomoki、Sasada Mahito、Akitaya Hiroshi、Yasuda Naoki、Yanagisawa Kenshi、Ohsawa Ryou
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 73 ページ: 350~364

    • DOI

      10.1093/pasj/psab002

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] J-GEM optical and near-infrared follow-up of gravitational wave events during LIGO’s and Virgo’s third observing run2021

    • 著者名/発表者名
      Sasada Mahito、et al.
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2021 ページ: 1~23

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab007

    • 査読あり
  • [学会発表] スパースモデリングによるVLBAの超解像画像におけるブレーザー3C 454.3ジェットの螺旋運動の発見2022

    • 著者名/発表者名
      笹田真人
    • 学会等名
      日本天文学会
  • [備考] Event Horizon Telescope

    • URL

      https://eventhorizontelescope.org/

  • [備考] Event Horizon Telescope Japan

    • URL

      https://www.miz.nao.ac.jp/eht-j/top

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公開日: 2022-12-28  

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