2012 Fiscal Year Research-status Report
Ｘ線スペクトルと時間変動解析によるブラックホール降着流の状態遷移機構の解明
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24540237
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
久保田 あや 芝浦工業大学, システム工学部, 准教授 (00391938)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | Ｘ線天文 / ブラックホール / すざく衛星 / 質量降着 / 状態遷移 / 降着円盤 |
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| Research Abstract |
宇宙におけるブラックホール(BH)は、ガス降着のほとんどない静穏期とガスを盛んに降着する活性期を遷移する。活性期には、ガス降着の過程でＸ線ガンマ線を放射し、静止質量エネルギーの10%もの莫大なエネルギーを解放する。本研究はこの遷移過程における降着円盤の発達の時間スケール、円盤の構造変化と磁気圧の影響を恒星質量BHの広帯域Ｘ線スペクトルにより定量化し、状態遷移を引き起こす物理量に制限をつけることを目指している。
本年度は、すざく衛星で観測したGX339-4という恒星質量BHの状態遷移直後の円盤状態を詳細に記述するモデルで評価し、状態遷移初期には円盤が最内縁まで到達していないという結論を導くとともに(Tamura, Kubota et al. 2012)、近傍銀河の超光度天体M33 X-8の性質評価(Isobe, Kubota et al. 2012)や同じく超光度天体IC342 X-1の二状態の評価(Yoshida et al.2012)等を行い、状態遷移を理解する上で貴重な結果を得ることができた。
また、RXTE衛星で観測された恒星質量BHの大量のデータの解析に着手するとともに、すざく衛星による恒星質量BH、GX339-4の長時間のTOO観測の提案を行った。観測提案は通常では採択される評価をうけたが、次年度は観測時間が確保できず、残念ながら採択とはならなかったため、引き続き新たな提案を行う計画である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2012年度半ばに妊娠し、体調不良により計画していた海外の協力研究者との共同研究、議論を進めることが困難だったことが大きい。
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| Strategy for Future Research Activity |
2013年度は産前産後育児休業により、本研究課題を中断し、2014年度に再開する予定である。2014年度はRXTEの系統的解析を進めるとともにデータが蓄積してきたMAXIの解析に着手する。特にスペクトル解析とともに時間変動の解析をすすめ、準周期振動(QPO)と円盤状態の定量的な評価を行う計画である。QPOは円盤状態とともに、理論的に磁場との関わりが大きいと考えられており、磁場と円盤の発展を議論するためには欠かせない。これまでの研究から、二つの BH 天体 XTE J1550－564 および GX 339－4 について、遷移後のvery high state (VHS)という状態でも、前半に出現する前期VHSから後半に出現する後期VHSへの移行において、低周波QPOの形状がType Cと呼ばれるシャー プな構造から幅の広いType B もしくはType Aに変化することがわかっており、これをすべての アウトバーストについて統一的に評価する。後期 VHS の出現と QPO 型の変化が完全に同期していれ ば、QPO の生成において、円盤の内側のコロナ成分の寄与が大きいと結論でき、QPO 周波数とスペ クトルから得られる円盤の内縁半径を一意に対応させることができる。また、QPO の強度と円盤コロナモデルによって定量化された非熱的電子の割合の相関を調べ、QPO の生成における磁場の効果を評価する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
2013年度は休業のため該当なし。
2014年度の研究遂行のための設備備品費には、大量のデータを処理するためのコンピュータ、研究成果発表および出張先での解析に用いるノート型パソコンが備品としての必要経費である。研究計画の 2 年目までは大量のデータを解析する期間としており、これを蓄積するために2014年度においても 1-2TByte 程度の大容量HDDを購入する。また、発表および汎用計算用のソフトウェアが必要となる。
成果発表として、 学術論文1-2編の発表のための論文投稿料が必要となる。また、論文にまとめた成果を広く認知してもらうためには、国内および国際学会での成果発表が重要であり、国内外の学会・研究会における年 2 回程度の発表を行う。さらに、本研究はイギリスの C. Done を研究協力者としており、2014年度は共同研究のためにDurham 大学を訪問を予定している。これらの成果発表、および研究打ち合せにかかる国内外の研究旅費が必須となる。
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