2021 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical Study on Formation of Supermassive Black Holes
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17H01102
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大向 一行 東北大学, 理学研究科, 教授 (70390622)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
細川 隆史 京都大学, 理学研究科, 准教授 (30413967)
大須賀 健 筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (90386508)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 巨大ブラックホール / 宇宙初期天体 / 星形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本計画では、宇宙初期に存在したとされる大質量ブラックホールの起源について検討している。既知の事実として、我々の銀河系を含め多くの大きな銀河の中心部には、太陽質量の100万倍から10億倍程度の巨大ブラックホールが存在することが知られている。しかしながら、その起源については未だに謎に包まれている。そこで、本研究では、巨大星形成とその直接崩壊によるブラックホール形成を仮説として検討した。従来の研究により、始原ガスの特殊な環境では巨大星が形成されることが知られていたが、そのような環境は極めて稀であり、銀河中心に普遍的に存在する巨大ブラックホールの種としては数が少なすぎた。そのような状況のなか、我々の以前の研究により、「超競争的降着」と呼ばれる現象によって、10万太陽質量以上の巨大な星が形成され、それが重力崩壊してブラックホールが形成されることが示唆された。本年度の研究では、以前の研究では簡単化していた熱進化に関して、輻射過程や化学反応といった詳細な物理過程を考慮した3次元数値流体シミュレーションを実施し、巨大星形成のフィードバックによる影響を検討した。その結果、形成される星団中の小質量星の質量分布は星からの輻射フィードバックによって強く影響を受けるものの、大質量側はあまり影響を受けないことが分かった。特に、巨大星形成はフィードバックがある場合でも可能であることが示され、我々の仮説が正当であることが示唆された。本研究の成果は、宇宙初期に存在した大質量ブラックホールの起源についての理解を深め、その形成メカニズムについての知見を提供するものである。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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