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2021 年度 実施状況報告書

ALMA高空間分解能観測で迫る超巨大ブラックホールの質量成長の起源

研究課題

研究課題/領域番号 21K03632
研究機関国立天文台

研究代表者

今西 昌俊  国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (00311176)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワード超巨大ブラックホール / 活動銀河中心核 / サブミリ波 / 分子ガス / ALMA / 干渉計 / 電波
研究実績の概要

宇宙に存在する銀河の中心には、ほぼ100%の確率で超巨大ブラックホールが存在し、銀河の星と中心の超巨大ブラックホールの質量の間には相関があることが観測から分かっている。従って、銀河と超巨大ブラックホールは互いに影響を及ぼし合いながら、「共進化」してきたと考えられている。今まさに超巨大ブラックホールに盛んに物質が落ち込んで活動的になり、周囲の降着円盤が非常に明るく輝いている活動銀河中心核は、宇宙の超巨大ブラックホールの質量成長を理解する上で極めて重要な天体である。活動銀河中心核の中心の質量降着している活動的な超巨大ブラックホールの外側には、物質が密に、かつドーナツ状に分布する「トーラス」と呼ばれる構造体が存在するとされている。このようなトーラスが存在すれば、活動銀河中心核の様々な観測事実を自然に説明できるため、多くの研究者は存在を仮定して議論を進めているが、そのサイズの小ささから、物理的、動力学的性質に関する観測的理解は全く不充分である。電波の(サブ)ミリ波で高空間分解能が実現し、トーラスに存在する高密度分子ガスからの輝線を観測できるALMAは、トーラスの物理的、動力学的性質を鮮明に描き出すことができる。本年度は、ALMAで得られたトーラス中の星生成起源の輝線の高空間分解能の観測データを解析し、超巨大ブラックホールへの質量降着との関連を調べた。周波数183GHzの水メーザー放射を用いて超巨大ブラックホールの質量を求めることができそうだという新たな発見をし、研究を進めた。研究成果を国際学会で2回(1回は40分の招待講演)、国内の研究会で3回発表した(すべてリモート)。主著査読論文を1本、共著査読論文を19本出版した。

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

今年度は、ALMAを用いた活動銀河中心核の観測成果に関する主著査読論文を1編出版することができた(Imanishi et al. 2022 ApJ 926 159)。また、国際学会で2回(1回は30分の招待講演)、日本天文学会で2回、国内研究会で1回の口頭発表を行った。ALMA Cycle 8で研究代表者として提出した提案が採択され、さらに共同研究者のALMA提案も7件採択され、研究を継続する道筋を立てることができた。研究は順調に進展している。

今後の研究の推進方策

近傍のよく研究されている代表的な活動銀河中心核NGC1068を、ALMAを用いてさらに多面的に研究し、宇宙の超巨大ブラックホールにどのように物質が落ち込んで活動的になり、周囲の降着円盤が非常に明るく輝くのか? という重要な問いに対する説得力にある回答を提示していきたい。

次年度使用額が生じた理由

2021年度はコロナの世界的流行により、現地参加を予定していた国際研究会がリモートに変更された。次年度以降の国際学会参加のために外国旅費を繰り越すこととした。2022年秋に、本研究テーマと深く関係する国際学会がヨーロッパで3件計画されており、コロナの状況が改善すれば、現地参加のための旅費として使用する計画である。

  • 研究成果

    (39件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (20件) (うち国際共著 17件、 査読あり 20件、 オープンアクセス 16件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

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

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Princeton University/Stanford University/University of California
    • 他の機関数
      9
  • [国際共同研究] Oxford University/Southsampton University/Durham University(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Oxford University/Southsampton University/Durham University
    • 他の機関数
      4
  • [国際共同研究] Universitat de Barcelona/CSIC-INTA/OAN-IGN(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      Universitat de Barcelona/CSIC-INTA/OAN-IGN
    • 他の機関数
      3
  • [国際共同研究] MPIA/ESO/Universitat Bonn(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      MPIA/ESO/Universitat Bonn
    • 他の機関数
      3
  • [国際共同研究] International University/Quy Nhon University/Phenikaa University(ベトナム)

    • 国名
      ベトナム
    • 外国機関名
      International University/Quy Nhon University/Phenikaa University
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      19
  • [雑誌論文] ALMA Sub-arcsecond-resolution 183 GHz H2O and Dense Molecular Line Observations of Nearby Ultraluminous Infrared Galaxies2022

    • 著者名/発表者名
      Imanishi Masatoshi、Nakanishi Kouichiro、Izumi Takuma、Baba Shunsuke
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 926 ページ: 159~159

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac3a68

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Wide and Deep Exploration of Radio Galaxies with Subaru HSC (WERGS). VI. Distant Filamentary Structures Pointed Out by High-z Radio Galaxies at z ~ 42022

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama Hisakazu、Yamashita Takuji、Toshikawa Jun、Kashikawa Nobunari、Ichikawa Kohei、Kubo Mariko、Ito Kei、Kawakatu Nozomu、Nagao Tohru、Toba Yoshiki、Ono Yoshiaki、Harikane Yuichi、Imanishi Masatoshi、Kajisawa Masaru、Lee Chien-Hsiu、Liang Yongming
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 926 ページ: 76~76

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac441c

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Subaru High-z Exploration of Low-luminosity Quasars (SHELLQs). XVI. 69 New Quasars at 5.8 < z < 7.02022

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka Yoshiki、Iwasawa Kazushi、Onoue Masafusa、Izumi Takuma、Kashikawa Nobunari、Strauss Michael A.、Imanishi Masatoshi、Nagao Tohru、et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 259 ページ: 18~18

    • DOI

      10.3847/1538-4365/ac3d31

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS): A multiwavelength view of WISE mid-infrared galaxies/active galactic nuclei2022

    • 著者名/発表者名
      Toba Yoshiki、Liu Teng、Urrutia Tanya、Salvato Mara、Li Junyao、Ueda Yoshihiro、Brusa Marcella、Yutani Naomichii、Wada Keiichi、Nishizawa Atsushi、Buchner Johannes、Nagao Tohru、Merloni Andrea、Akiyama Masayuki、Arcodia Riccardo、Hsieh Bau-Ching、Ichikawa Kohei、Imanishi Masatoshi. et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics (in press) (arXiv:2106.14527)

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Extremely Buried Nucleus of IRAS 17208-0014 Observed at Sub-Millimeter and Near-Infrared Wavelengths2022

    • 著者名/発表者名
      Baba Shunsuke、Imanishi Masatoshi、Izumi Takumai、Kawamuro Taikii、 Nguyen Dieu Di、Nakagawa Takaoi、Isobe Naokii、 Onishi Shusukei、 Matsumoto Kosei
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal (in press) (arXiv:2202.11105)

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatially resolved X-ray spectroscopy of the archetype type 2 active galactic nucleus NGC 1068 with Chandra2021

    • 著者名/発表者名
      Nakata Ryo、Hayashida Kiyoshi、Noda Hirofumi、Yoneyama Tomokage、Matsumoto Hironori、Imanishi Masatoshi
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 73 ページ: 338~349

    • DOI

      10.1093/pasj/psab001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CON-quest2021

    • 著者名/発表者名
      Falstad N.、Aalto S.、Konig S.、Onishi K.、Muller S.、Gorski M.、et al. (including Imanishi M.)
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 649 ページ: A105~A105

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202039291

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Subaru High-z Exploration of Low-luminosity Quasars (SHELLQs). XIII. Large-scale Feedback and Star Formation in a Low-luminosity Quasar at z = 7.07 on the Local Black Hole to Host Mass Relation2021

    • 著者名/発表者名
      Izumi Takuma、Matsuoka Yoshiki、Fujimoto Seiji、Onoue Masafusa、Strauss Michael A.、Umehata Hideki、Imanishi Masatoshi、et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 914 ページ: 36~36

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abf6dc

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Radio properties of 10 nearby ultraluminous infrared galaxies with signatures of luminous buried active galactic nuclei2021

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Takayuki J、Hagiwara Yoshiaki、Imanishi Masatoshi
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 504 ページ: 2675~2686

    • DOI

      10.1093/mnras/stab1084

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Black hole mass measurement using ALMA observations of [CI] and CO emissions in the Seyfert 1 galaxy NGC 74692021

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Dieu D、Izumi Takuma、Thater Sabine、Imanishi Masatoshi、Kawamuro Taiki、Baba Shunsuke、Nakano Suzuka、Turner Jean L、Kohno Kotaro、Matsushita Satoki、Martin Sergio、Meier David S、Nguyen Phuong M、Nguyen Lam T
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 504 ページ: 4123~4142

    • DOI

      10.1093/mnras/stab1002

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Galaxy Activity, Torus, and Outflow Survey (GATOS). I. ALMA images of dusty molecular tori in Seyfert galaxies2021

    • 著者名/発表者名
      Garcia-Burillo S.、Alonso-Herrero A.、Ramos Almeida C.、Gonzalez-Martin O.、Combes F.、Usero A.、Honig S.、Querejeta M.、Hicks E. K. S.、Hunt L. K.、Rosario D.、Davies R.、Boorman P. G.、Bunker A. J.、Burtscher L.、et al. (including Imanishi M.)
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 652 ページ: A98~A98

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202141075

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Galaxy Activity, Torus, and Outflow Survey (GATOS). II. Torus and polar dust emission in nearby Seyfert galaxies2021

    • 著者名/発表者名
      Alonso-Herrero A.、Garcia-Burillo S.、Honig S. F.、Garcia-Bernete I.、Ramos Almeida C.、Gonzalez-Martin O.、Lopez-Rodriguez E.、Boorman P. G.、Bunker A. J.、Burtscher L.、Combes F.、Davies R.、Diaz-Santos T.、Gandhi P.、Garcia-Lorenzo B.、Hicks E. K. S.、Hunt L. K.、Ichikawa K.、Imanishi M.、et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 652 ページ: A99~A99

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202141219

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Subaru High-z Exploration of Low-luminosity Quasars (SHELLQs). XIV. A Candidate Type II Quasar at z = 6.12922021

    • 著者名/発表者名
      Onoue Masafusa、Matsuoka Yoshiki、Kashikawa Nobunari、Strauss Michael A.、Iwasawa Kazushi、Izumi Takuma、Nagao Tohru、Asami Naoko、Fujimoto Seiji、Harikane Yuichi、Hashimoto Takuya、Imanishi Masatoshi、Lee Chien-Hsiu、Shibuya Takatoshi、Toba Yoshiki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 919 ページ: 61~61

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac0f07

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular gas kinematics in the nuclear region of nearby Seyfert galaxies with ALMA2021

    • 著者名/発表者名
      Bewketu Belete A.、Andreani P.、Fernandez-Ontiveros J. A.、Hatziminaoglou E.、Combes F.、Sirressi M.、Slater R.、Ricci C.、Dasyra K.、Cicone C.、Aalto S.、Spinoglio L.、Imanishi M.、De Medeiros J. R.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 654 ページ: A24~A24

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202140492

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Optical Spectroscopy of Dual Quasar Candidates from the Subaru HSC-SSP program2021

    • 著者名/発表者名
      Tang Shenli、Silverman John D.、Ding Xuheng、Li Junyao、Lee Khee-Gan、Strauss Michael A.、Goulding Andy、Schramm Malte、Kawinwanichakij Lalitwadee、Xavier Prochaska J.、Hennawi Joseph F.、Imanishi Masatoshi、et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 922 ページ: 83~83

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac1ff0

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synchronized Coevolution between Supermassive Black Holes and Galaxies over the Last Seven Billion Years as Revealed by Hyper Suprime-Cam2021

    • 著者名/発表者名
      Li Junyao、Silverman John D.、Ding Xuheng、Strauss Michael A.、Goulding Andy、Schramm Malte、Yesuf Hassen M.、Sun Mouyuan、Xue Yongquan、Birrer Simon、Shi Jingjing、Toba Yoshiki、Nagao Tohru、Imanishi Masatoshi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 922 ページ: 142~142

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac2301

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Second-epoch ALMA Observations of 321 GHz Water Maser Emission in NGC 4945 and the Circinus Galaxy2021

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara Yoshiaki、Horiuchi Shinji、Imanishi Masatoshi、Edwards Philip G.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 923 ページ: 251~251

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac3089

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Comprehensive Broadband X-Ray and Multiwavelength Study of Active Galactic Nuclei in 57 Local Luminous and Ultraluminous Infrared Galaxies Observed with NuSTAR and/or Swift/BAT2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Satoshi、Ueda Yoshihiro、Tanimoto Atsushi、Imanishi Masatoshi、Toba Yoshiki、Ricci Claudio、Privon George C.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 257 ページ: 61~61

    • DOI

      10.3847/1538-4365/ac17f5

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hard X-Ray Irradiation Potentially Drives Negative AGN Feedback by Altering Molecular Gas Properties2021

    • 著者名/発表者名
      Kawamuro Taiki、Ricci Claudio、Izumi Takuma、Imanishi Masatoshi、Baba Shunsuke、Nguyen Dieu D.、Onishi Kyoko
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 257 ページ: 64~64

    • DOI

      10.3847/1538-4365/ac2891

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The MBHBM* Project II. Molecular gas kinematics in the lenticular galaxy NGC 3593 reveal a supermassive black hole2021

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Dieu D、Bureau Martin、Thater Sabine、Nyland Kristina、den Brok Mark、Cappellari Michele、Davis Timothy A、Greene Jenny E、Neumayer Nadine、Imanishi Masatoshi、Izumi Takuma、Kawamuro Taiki、Baba Shunsuke、Nguyen Phuong M、Iguchi Satoru、Tsukui Takafumi、Lam T N、Ho Than
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 509 ページ: 2920~2939

    • DOI

      10.1093/mnras/stab3016

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ALMA 183 GHz H2O and dense molecular line observations of nearby (ultra)luminous infrared galaxies2022

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Imanishi
    • 学会等名
      CONquest Workshop 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] ALMA high-spatial-resolution dense molecular line observations of the nearby well-studied AGN NGC 1068: Implications for mass-accretion mechanism onto supermassive black holes in AGNs2022

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Imanishi
    • 学会等名
      Black Hole Astrophysics with VLBI 2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ALMAによる超高光度赤外線銀河の水分子、及び、高密度分子ガスの観測2022

    • 著者名/発表者名
      今西昌俊、中西康一郎、泉拓磨、馬場俊介、萩原喜昭、堀内真司
    • 学会等名
      日本天文学会 2022年春季年会
  • [学会発表] 多波長SED解析で解明する合体銀河中の活動銀河核とポーラーダストの構造2022

    • 著者名/発表者名
      山田智史、上田佳宏、鳥羽儀樹、Martin Herrera-Endoqui、宮地崇光、小川翔司、植松亮祐、谷本敦、今西昌俊、Claudio Ricci
    • 学会等名
      日本天文学会 2022年春季年会
  • [学会発表] 電波観測による超高光度赤外線銀河中の埋もれた活動銀河核の探索2022

    • 著者名/発表者名
      林隆之、今西昌俊、萩原喜昭
    • 学会等名
      日本天文学会 2022年春季年会
  • [学会発表] ChandraとALMA CO(J=2-1)データを用いたAGNのX線放射が周辺ガスに与える影響の研究2022

    • 著者名/発表者名
      川室太希、Ricci Claudio、泉拓磨、今西昌俊、馬場俊介、Nguyen D. Dieu、大西響子
    • 学会等名
      日本天文学会 2022年春季年会
  • [学会発表] パーセク解像度の分子・原子ガス観測で調べるAGNトーラスの動的構造2022

    • 著者名/発表者名
      泉拓磨、今西昌俊、中西康一郎、和田桂一、工藤祐己、馬場俊介、川室 太希、松本尚輝、河野孝太郎、宇野慎介、中野すずか
    • 学会等名
      日本天文学会 2022年春季年会
  • [学会発表] ALMAによる近傍活動銀河核の水メーザーの連続観測2022

    • 著者名/発表者名
      萩原喜昭、今西昌俊、堀内真司、Philip G. Edwards
    • 学会等名
      日本天文学会 2022年春季年会
  • [学会発表] Deep CO Observations for Luminous Lyman-break Galaxies at z = 6.0293-6.20372022

    • 著者名/発表者名
      Y. Ono、S. Fujimoto、Y. Harikane、M. Ouchi、L. Vallini、A. Ferrara、T. Shibuya、A. Pallottini、A. K. Inoue、M. Imanishi、K. Shimasaku、T. Hashimoto、C.-H. Lee、Y. Sugahara、Y. Tamura、K. Kohno、M. Schramm
    • 学会等名
      日本天文学会 2022年春季年会
  • [学会発表] NGC1068のALMA高空間分解能観測: 逆回転する高密度分子トーラスの発見2021

    • 著者名/発表者名
      今西昌俊、Dieu D. Nguyen、井口聖、泉拓磨、中西康一郎、和田桂一、萩原喜昭 、川勝望、大西響子
    • 学会等名
      日本天文学会 2021年秋季年会
  • [学会発表] AGNトーラスの高密度分子ガスの高空間分解能観測: 超巨大ブラックホールへの質量降着の起源2021

    • 著者名/発表者名
      今西昌俊
    • 学会等名
      超巨大ブラックホール研究会
  • [学会発表] z = 7 クエーサーにおける大規模アウトフローと始原的共進化関係2021

    • 著者名/発表者名
      泉拓磨、今西昌俊、馬場俊介、中西康一郎、松岡良樹、長尾透、藤本征史、尾上匡房、Michael A. Strauss、梅畑豪紀、河野孝太郎、John D. Silverman、柏川伸成、川口俊弘、+SHELLQs コラボレーション
    • 学会等名
      日本天文学会 2021年秋季年会
  • [学会発表] A Wide and Deep Exploration of Radio Galaxies with Subaru HSC (WERGS): z ~ 4 の暗い電波銀河周辺環境の統計的理解2021

    • 著者名/発表者名
      内山 久和、山下 拓時、利川 潤、柏川 伸成、市川 幸平、久保 真理子、長尾 透、鍛冶澤 賢、鳥羽 儀樹、伊藤 慧、Yongming Liang、川勝 望、小野 宜昭、播金 優一、今西 昌俊、Chien-Hsiu Lee
    • 学会等名
      日本天文学会 2021年秋季年会

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公開日: 2022-12-28  

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