X線精密分光観測と赤外線高空間分解能観測で探る合体銀河中のアウトフローの物理機構

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22K20391
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0204:天文学、地球惑星科学およびその関連分野
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 山田 智史 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 基礎科学特別研究員 (90963520)
• 研究期間 (年度): 2022-08-31 – 2024-03-31
• キーワード: X線天文学 / 赤外線天文学 / 超巨大ブラックホール / 活動銀河核 / 赤外線銀河

研究成果の概要

本研究の目的は、銀河とその中心の巨大ブラックホールの両者の形成過程に関わる、アウトフローの物理の解明である。初年度はX線から電波までの多波長放射モデルを開発した。近傍84天体の合体銀河からアウトフローのダスト放射を抽出し、合体が進むとアウトフローが卓越する描像を系統的に示すことに初めて成功した。過去20年のX線観測から世界最大規模のアウトフローカタログも構築した。さらに、JAXAが主導するX線衛星XRISMの開発を行い、2023年9月に打上げが成功した。従来の30倍のエネルギー分解能を持つ革新的なデータが毎日のように得られ、現在もXRISM衛星の初期観測データによる成果創出に取り組んでいる。

自由記述の分野

天文学

研究成果の学術的意義や社会的意義

銀河と中心のブラックホールの大きさは10桁も異なるが、両者の質量に強い相関があり、これらを繋ぐ物理が未解明である。その候補であるアウトフローの構造を解明するには、ドップラー効果を受けた輝線や吸収線でその運動を測定することが鍵となる。共同開発したXRISM衛星の打上げの成功により、かつてない精度でアウトフローの運動やエネルギーを測定できる時代が到来した。我々は多波長データモデルの構築、及び、網羅的なX線アウトフロー探査を行い、アウトフロー構造に強い制限を与えた。XRISMの観測も毎日行われ、ブラックホール近傍での物質運動が解明されつつあり、今後は宇宙形成の理解に一層大きな進展を与えられるだろう。