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2023 年度 実績報告書

クェーサーから噴き出すガス流の加速機構とフィードバック効率の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H01126
配分区分補助金
研究機関信州大学

研究代表者

三澤 透  信州大学, 学術研究院総合人間科学系, 教授 (60513447)

研究分担者 柏川 伸成  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00290883)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワードAGNアウトフロー / AGNフィードバック / 共進化 / 活動銀河核 / クェーサー吸収線
研究実績の概要

AGNアウトフローのフィードバック効率と加速機構を通して、その全貌を解明することが本研究の目的である。ひとつめのテーマである「フィードバック効率」については、他波長(X線~ミリ波・サブミリ波)の観測結果と比べて、紫外光で観測された吸収線 (BAL) によるフィードバック効率が数桁小さいという不連続性が問題として残されている。この問題を解決すべく、放出速度が大きい「高速BAL」に着目して、紫外アウトフローのフィードバック効率の評価を行った。
ふたつ目のテーマである「加速機構」については、線幅の小さい吸収線 (NAL) を対象とした加速度評価を行った。すでに解析用データ(世界主流の8-10メートル級望遠鏡で取得された高分散分光スペクトル)は揃っている。期待される速度変化は極めて小さいため、従来用いられてきた幅の広い吸収線 (BAL) ではなく、幅の狭い吸収線 (NAL) を調査対象にした。NALの速度変化の検出を行うためのコードの整備は順調に進んでいる。
さらに今年度は、BluDOGsとよばれるクェーサー形成初期にある天体と極めて似た性質を持つ天体が、遠方宇宙 (5 < z < 9) にも存在することを確認した。BluDOGsは、紫外輻射によってダストを吹き飛ばし、クェーサーに進化する前段階にある天体だと考えられている。このような天体はアウトフローを放出するという点で本研究とも密接に関わっており、AGNアウトフローのフィードバック効率の宇宙論的進化を追う上で重要な天体である。

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

計画全体としては順調に進んでいる。紫外アウトフローのフィードバック効率の評価については、高速BALを対象とした研究を進めている。フィードバック効率は放出速度の3乗に比例するため、他波長アウトフローとの間に見られるフィードバック効率の不連続性を、高速BALが解決する可能性がある。すでに解析を終えている1天体に対しては、不連続性問題が解決されている。今後はすばる望遠鏡の追加観測などを通してサンプル数を増やし、その一般性を検証する予定である。
アウトフローの加速機構の解明については、NALの放出速度の変化を通して研究を進めている。すばる望遠鏡をはじめとする、世界主流の8-10メートル級望遠鏡で取得された高分散分光データを用いることで、先行研究の4倍以上のサンプルを確保済みである。期待される速度変化(加速、または減速)は極めて小さいため、統計的な信頼度を上げるべく、膨大な数の疑似スペクトルとの比較が必要となる。この作業を効率よく行うための一連のコード整備はすでに完了している。

今後の研究の推進方策

紫外アウトフローのフィードバック効率の評価については、すでに特定の天体に対する調査を終えているが、今後はサンプル数を増やした統計調査が不可欠である。すばる望遠鏡による観測時間の確保ができているため、少なくとも3天体に対する同様な解析が可能となる。これにより、波長横断的なフィードバック効率の連続性の検証が可能となる。アウトフローの加速メカニズムについては、NALの速度変化の有無、およびクェーサーパラメータとの相関を通して絞り込みを行う。予備解析の結果からは、明らかな視線速度を示すNALはほとんど存在しないことが分かっている。このことは、NALの加速に対して輻射圧はほとんど寄与していないか、あるいはNALをもたらすアウトフローがすでに終端速度に到達している(すなわち光源からの距離が大きい)可能性を示唆する。これらの結果をもとに、紫外アウトフローの生成(加速メカニズム)、現状(加速状況)、そして行く末(フィードバック効果)の統計調査に着手し、AGNアウトフローの全貌解明を試みる。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Similarity between Compact Extremely Red Objects Discovered with JWST in Cosmic Dawn and Blue-excess Dust-obscured Galaxies Known in Cosmic Noon2023

    • 著者名/発表者名
      Noboriguchi Akatoki、Inoue Akio K.、Nagao Tohru、Toba Yoshiki、Misawa Toru
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 959 ページ: L14~L14

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ad0e00

  • [学会発表] Blue-excess dust-obscured galaxies と JWST extremely red objects の SED の相 似性2024

    • 著者名/発表者名
      登口暁、三澤透、井上昭雄、長尾透、鳥羽儀樹
    • 学会等名
      日本天文学会2024年春季年会
  • [学会発表] BAL クェーサー周辺でみられる近接効果の異方性について2024

    • 著者名/発表者名
      前田祐輔、三澤透、登口暁、石本梨花子
    • 学会等名
      日本天文学会2024年春季年会
  • [学会発表] クェーサー近接効果の異方性がもたらすダストトーラスの傍証2023

    • 著者名/発表者名
      三澤透、石本梨花子、古布諭、柏川伸成、大越克也、登口暁、Malte Schramm、劉強
    • 学会等名
      日本天文学会2023年秋季年会
  • [学会発表] Line-locked AGN アウトフローの変動メカニズムの解明2023

    • 著者名/発表者名
      劉強、三澤透、登口暁
    • 学会等名
      日本天文学会2023年秋季年会
  • [学会発表] クエーサー吸収線の時間変動で探る、アウトフロー加速度の統計的調査2023

    • 著者名/発表者名
      登口暁、三澤透、柏川伸成、Michael Eracleous、Jane Charlton
    • 学会等名
      日本天文学会2023年秋季年会

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公開日: 2024-12-25  

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