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2011 年度 実績報告書

ブラックホール合体における降着流ダイナミクスと放射特性の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22340045
研究機関京都大学

研究代表者

嶺重 慎  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70229780)

キーワードブラックホール / 宇宙進化 / 降着円盤 / 輻射過程 / X線放射 / 重力波放射 / ガスダイナミクス / 活動銀河核
研究概要

銀河同士の合体に伴い、中心の巨大ブラックホール同士も合体して大きくなったことが示唆されている。それが正しければ、合体前のブラックホールのペア、バイナリーブラックホールの形成は必然であるが、未だ観測的証拠は無い。本研究の目的は、バイナリーブラックホーに特有な電磁波放射変動特性を明らかにすることにより、ブラックホール成長を観測的に検証するための方法論を確立することにある。2年度は、以下の4テーマに取り組んだ。
1.バイナリーブラックホールのガスダイナミクス計算:バイナリーブラックホールを取り巻く円盤からのガス降着流を、二ブラックホールの質量比、連星系軌道の離心率、軌道面と円盤面の角度の3つのパラメータを変えてシミュレーションした。予想に反し、バイナリーブラックホールの光度曲線に、大きなバライエティがあることがわかった。現在、結果を論文をまとめつつ、粒子数を増やした再計算が進行中である。
2.活動銀河中心核における非対称なダブルピーク広輝線を説明する理論モデルの構築:奇妙なダブルピーク輝線プロファイルを、バイナリーブラックホールの潮汐ポテンシャル中の輝線放射ガス雲の運動で説明するモデルをたてシミュレーションを実行した。予想通り、非対称なプロファイルおよびその時間変動を再現することに成功した。論文執筆中である。
3.バイナリーブラックホールを取り巻くガス円盤の探査:合体前のブラックホールは強い重力波を放射する。その放射特性に、バイナリーブラックホールの存在が影響を与えることを見いだし、その効果を定量的に明らかにし、論文を投稿した。
4.放射特性の計算:ブラックホール降着流からの放射スペクトルを、未解明の超臨界降着のレジームについて、輻射磁気流体シミュレーションおよびモンテカルロ法により調べ、論文報告をした。

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

優秀な研究員および大学院生の働きにより、計画通りのシミュレーションをほぼ実行したうえ、論文執筆および関連した話題の議論も進行中である。

今後の研究の推進方策

継続して、粒子数を増やし、精度をあげたシミュレーションを行う。また、輻射過程および輻射スペクトルの精密計算を続行する。並行して論文執筆を進める。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Supercritical accretion and ULXs2011

    • 著者名/発表者名
      Mineshige, S., Ohsuga, K
    • 雑誌名

      Astron. Nach

      巻: 332

    • DOI

      doi:10.1002/asna.201011509

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global Structure of Three Distinct Accretion Flows and Outflows around Black2011

    • 著者名/発表者名
      Ohsuga, K., Mineshige, S.
    • 雑誌名

      Astrophys.J.

      巻: 736 ページ: 2

    • DOI

      doi:10.1088/0004-637X/736/1/2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A flickering study of nova-like systems KR Aur and UU Aqr2011

    • 著者名/発表者名
      Dobrotka, A.; Mineshige, S.; Casares, J.
    • 雑誌名

      Mon.Not.Roy.Astron.Soc.

      巻: 420 ページ: 2467-2474

    • DOI

      10.1111/j.1365-2966.2011.20210.x

    • 査読あり
  • [学会発表] ブラックホールへの相対論的降着流とAstro-H2012

    • 著者名/発表者名
      嶺重慎
    • 学会等名
      2012年日本天文学会春季年会
    • 発表場所
      龍谷大学(京都・日本)
    • 年月日
      2012-03-22
  • [学会発表] 質量比が小さいバイナリーブラックホールへの降着流と放射特性2012

    • 著者名/発表者名
      斉藤秀樹、早崎公威、嶺重慎
    • 学会等名
      2012年日本天文学会春季年会
    • 発表場所
      龍谷大学(京都・日本)
    • 年月日
      2012-03-19
  • [学会発表] Broad line emissions from an accretion disk in low mass-ratio binary supermassive bloack holes on a circular and eccentric orbit2012

    • 著者名/発表者名
      Mashyhur Hilmy, 早崎公威、嶺重慎
    • 学会等名
      2012年日本天文学会春季年会
    • 発表場所
      龍谷大学(京都・日本)
    • 年月日
      2012-03-19
  • [学会発表] Shakura-Sunyaev Model for Accretion Disks : Before and After2011

    • 著者名/発表者名
      嶺重慎
    • 学会等名
      京都賞シンポジウム
    • 発表場所
      京都国際会議場(日本)(招待)
    • 年月日
      2011-10-31
  • [学会発表] バイナリーブラックホール周囲に形成される外周円盤の重力波観測による検出2011

    • 著者名/発表者名
      早崎公威、八木絢外、田中貴浩、嶺重慎
    • 学会等名
      2011年日本天文学会秋季年会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島・日本)
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] Slim-Disk Workshop : Research Projects for the near Future2011

    • 著者名/発表者名
      嶺重慎
    • 学会等名
      Slim-Disk workshop
    • 発表場所
      コペルニクス天文センター(ワルシャワ・ポーランド)(招待)
    • 年月日
      2011-07-08

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公開日: 2013-06-26  

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