| 研究課題/領域番号 |
20J22986
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
恒任 優 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| キーワード | ブラックホール / 活動銀河核ジェット / 一般相対性理論 / 輻射輸送 / 偏光 / 磁場 |
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| 研究実績の概要 |
これまでの研究で我々は、活動銀河核ジェットM87の最内縁部に存在する超大質量ブラックホール付近の偏光画像を理論的に予測した。ここでの輻射輸送過程として、ブラックホール付近の降着円盤中で直線偏光ベクトルがファラデー回転を受け部分的に情報を失う一方、円偏光成分が直線偏光成分のファラデー変換により増幅する可能性を提示した。さらに同一の一般相対論的磁気流体モデルを我々の銀河系中心天体いて座A*(エースター)に適用し、同様に円偏光が増幅すること、またその符号分布がブラックホール付近のらせん状の磁場形状を反映した形で現れることを示した。本年度ではさらに解析を進め、円偏光の符号分布が左右で正負に分かれること、そしてその正負境界線上で直線偏光成分が強くなることを明らかにした。この結果は円変更の増幅がファラデー回転を媒介したファラデー変換により起こることに起因する。つまり、ファラデー回転は光線と磁場の内積に比例して強くなるため、らせん状磁場では画像の左右で回転方向が反転し、正負の円偏光成分が現れる。したがってその正負境界上ではファラデー回転は極めて弱くゼロに近いため、直線偏光ベクトルが弱められることなく観測者に届くことになる。さらに我々は現行の観測機器の角度分解能やいて座A*からの放射に特有の銀河系内での星間散乱の影響を踏まえ、上の画像特徴が実際の観測で十分に捕捉可能であることを明らかにした。これらの結果から、将来の直線偏光・円偏光同時観測によってブラックホール付近の磁場形状を二重に検証できる可能性が提示された。我々はこれらの成果を論文にまとめ査読誌に受理されたほか、国内外の学会で発表し宣伝を行った上、各地の研究者と議論を行った。
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| 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
依然としてコロナ禍による研究会等の対面開催中止や研究交流の鈍化はあるものの、オンライン形式での研究会参加などを通じて柔軟に研究成果を共有し遠隔の研究者たちとも議論することができている。研究内容については、これまでの成果をさらに発展させより有意義な形とした上で論文にまとめ、国際査読誌に受理された。よって進捗状況は概ね順調であるといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
上のように成果を論文にまとめ受理されたのち、本年度内でより現実的な3次元一般相対論的磁気流体モデルに基づいた偏光画像計算に着手している。今後はこれらの画像を解析し、直線偏光・円偏光成分を統一的に見た上でその関係性からブラックホール付近の磁場・プラズマ構造を探っていく。
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