2012 Fiscal Year Research-status Report
「観測的ブラックホール時空研究」に向けての理論研究
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24540268
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Aichi University of Education |
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Principal Investigator |
高橋 真聡 愛知教育大学, 教育学部, 教授 (30242895)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ブラックホール / 一般相対論 / 磁気流体力学 / 衝撃波 / 高エネルギー天体現象 |
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| Research Abstract |
（１）ブラックホール探査に向けての共同研究：
我々の銀河系中心に存在すると期待される巨大ブラックホールについて、電波サブミリ波帯でのVLBI観測による「ブラックホール影」撮像の可能性を検討した（ほらいずんサブミリ計画）。この観測のためには南米アンデス山脈に電波望遠鏡群を展開する必要があるが、実際にどのような画像が得られるかをシミュレーションして検証した。その結果、計画中の予算規模の装置ではブラックホールの影の発見は困難であることがわかった。今後は、ブラックホール周囲の「降着円盤環境の撮像」（これも画期的な研究成果）を短期的目標とし、降着円盤の内端領域のプラズマ状態の観測的理解を深める事で、ブラックホール時空の性質を明らかにすべきとの認識に至った。この計画遂行のためには電波天文コミュニティからの支持が必要となるが、そのための啓蒙活動も行った。
（２）ブラックホール磁気圏での磁場形状：
ブラックホール周りの磁場配位は、宇宙ジェットの起源や超高エネルギー放射の発生機構を理解する上で重要である。この問題は古くから難問として知られ、いまだ定性的にも理解が得られていないのが現状と言える。我々は磁場配位を解析的に調べるにあたり、今年度は基礎方程式レベルからの再検討を行った。特に、ブラックホールから電磁気的機構により回転エネルギーを引く抜く機構について、物理的な解釈を明確にする作業を行った。
（３）磁気流体降着流における温度分布：
ブラックホールへの定常降着流について、その温度分布が如何なるものになるかについて調べた。多くの物理パラメーターを含むため、その性質について絞りきれていないのが現状ではあるが、テスト流の温度上昇に対してどのような輻射スペクトルが期待できるのか、その道筋についての議論を深めた。まだ研究の途上である。
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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
研究目標の達成に向けての準備的作業については、順調に遂行できている。研究実行の道筋の確認、および共同研究者との研究打ち合わせについては以下の通り、
（１）ブラックホール探査に向けての共同研究：研究をプロジェクト化し、ブラックホール観測に必要な観測体制（人材、予算、装置開発）の構築を目指した。実際に行動してみて、協力メンバーを募る事ができた一方で、技術的予算的に困難な側面が見えてきた。現実に即した計画の軌道修正が求められており、再検討を進行中である。
（２）ブラックホール磁気圏での磁場形状：１次元（球対称）の磁気降着流で明らかになった知見を、２次元（軸対象）のモデルに拡張する試みを推進中である。基礎的事項の整理は進んだものの、画期的な問題解決の方策は現段階では得られていない。
（３）磁気流体降着流における温度分布：必要となる計算の道筋は整理されてきたが、実際に計算を実行して結果を得るには至っていない。今後は、計算実行の段階に進み、結果を評価しながら、理解を深めて行く。
以上のように、今年度は基盤固めの年度となったものの、論文にまとめる段階にはいたらなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）ブラックホール探査に向けての共同研究：定期的に勉強会・研究打ち合わせを企画し、綿密な情報提供・意見交換を行う。議論の内容は研究プロジェクトのホームページに掲載し公開する。日常的にはメールにて意見交換を行うが、参加メンバーが増えてきた事を配慮しメーリングリストを立ち上げて積極的にこれを活用する。研究トピックスの一つである「ブラックホール周辺の降着円盤撮像」については、論文にまとめ、海外グループに対してもアピールしていく。
（２）ブラックホール磁気圏での磁場形状：名古屋大学の研究グループとの勉強会を実施しているが、これを発展させて数値的解法を整備する。実際に数値的に解き、ブラックホール磁気圏の性質についての理解を深める。
（３）磁気流体降着流における温度分布：米国マジソン大の共同研究者との研究を発展される。磁気降着流の温度分布については、私がモデルを構築する。そのモデルを用いて、米国のメンバーが（XSPECコードを用いて）輻射計算を実行する。将来的にはこれを観測量と比較し、モデルに含まれる物理パラメータ値を絞り込んで行きたい。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度使用額が生じた理由（繰越金）：２４年度に予定していた研究打ち合わせのための出張を、２５年度に延期して行うこととしたため残額が生じた。
旅費：国立天文台、宇宙科学研究所の共同研究者との研究打ち合わせのため、１～２ヶ月に一度のペースで国内出張する。また、モンタナ州立大学（米国）の共同研究者との研究打ち合わせのため海外出張する。この他、銀河中心ブラックホール関連の国際会議に出張する予定である。
消耗品：カラープリンター用トナー・コピー用紙の購入、パソコン周辺機器（ハードディスク、メモリーなど）の購入、ブラックホール・天体プラズマ関連書籍の購入、など。
その他：国内研究会を予定しているが、その際の旅費補助に使用。
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[Presentation] 三地球質量ガス雲 G2 の近点通過によるフレア現象について2013
Author(s)
斎藤貴之, 牧野淳一郎, 朝木義晴, 馬場淳一, 小麦真也, 三好真, 長尾透, 高橋真聡, 武田隆顕, 坪 井昌人, 若松謙一
Organizer
日本天文学会
Place of Presentation
埼玉大学
Year and Date
20130320-20130323
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