2020 Fiscal Year Research-status Report
Exploring dynamic pictures of supermassive black holes with movie reconstruction from event-horizion-scale observations
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19KK0081
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
本間 希樹 国立天文台, 水沢VLBI観測所, 教授 (20332166)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笹田 真人 広島大学, 宇宙科学センター, 特任助教 (10725352)
池田 思朗 統計数理研究所, 数理・推論研究系, 教授 (30336101)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2025-03-31
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| Keywords | 巨大ブラックホール / 超長基線電波干渉計 / 動画解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度はこれまで開発してきたEvent Horizon Telescope(EHT)用の画像開発ツールであるSMILI (Sparse Modeling Imaging Library for Interferometry）の動画復元の性能評価を中心的に進めた。具体的にはEHTによる銀河系中心ブラックホールSgr A*の観測と同等の条件下でシミュレーションデータを作成し、シミュレーション動画に埋め込まれたガスの運動がどこまで復元可能かをテストした。特に、ブラックホール周辺のリング構造がある中をホットスポットが動いている状況を想定したシミュレーション動画について様々なケースをテストし、ホットスポットの移動に伴う輝度ピークの位置変動が観測から検出可能かを調査した。
その結果、2017年に行われたEHT観測の参加局数（６か所８台）でも、すべての局が観測に参加している時間帯であれば、数１０分程度の時間スケールで動画を作成してホットスポットの動きを検知できる可能性があることが判明した。これはSgr A*で想定されるホットスポットの運動と同程度の時間スケールであり、実観測によるSgr A*周辺のガスの運動検出の可能性に期待が持てる結果となっている。また、ホットスポットの動きが検知可能なUV平面の埋まり具合をどう評価するかについても調査を行っている。さらに、これらの結果に基づき、SMILIの動画解析ツールを用いて2017年のSgr A*の実観測データの解析も進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
動画解析を行うためのツールが完成してその評価が進み、また実データへの適応も試験的に行われている。新型コロナ感染症のために、予定していた海外の出張は延期しているが、インターネット会議を活用して海外研究者との議論を密に行うことで、感染症の影響を最小限に抑えながら計画開発を進めることができている。さらに、観測局を増やした追加観測データの取得も準備が順調に進んでおり、2021年初頭には性能が向上した観測装置による新たなデータも得られる見込みである。これらの状況から総合的に判断して、現在のところ計画はおおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
シミュレーションデータを用いた動画解析の可能性と限界について見極めるとともに、Sgr A*などの実データの動画解析を進めて、初期成果の産出を目指す。また、科学面においては、動きが検出された場合・されない場合の科学的解釈についても、EHTと多波長観測結果と合わせて検討を行い、ブラックホール近傍の動的現象に理解を目指す。
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| Causes of Carryover |
米国ヘイスタック天文台など共同研究先への若手研究者の派遣や、観測オペレーションにともなう世界各地の観測所への観測出張を予定していたが、新型コロナ感染症の世界的流行に伴って2020年度は実施を見送り延期とした。2021年度以降、感染症の世界的流行が収まり次第、実施する予定である。昨年の未使用額と今年度の経費を合わせて、主に米国の共同機関への若手研究者派遣や、関連する国際会議への参加、そして観測オペレーションの参加および観測および解析に必要なHDDの購入を予定している。
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Research Products
(8 results)
