多波長観測と輻射輸送計算で確立する活動銀河核の新たな統一描像

通过多波长观测和辐射传输计算建立了活动星系核的新统一图像

• 批准号: 21J13894
• 负责人: 小川 翔司
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J13894/
• 关键词: 超巨大ブラックホール; 活動銀河核; 赤外線天文学; X線天文学

今年度は活動銀河核におけるポーラーダストの存在を考慮した赤外線スペクトルモデルの開発とその観測データへの適用に取り組んだ。活動銀河核の構造は中心の超巨大ブラックホールと降着円盤、それらを取り囲むトーラスから成る。近年の多波長観測結果は、これらの構造に加えて極域に広がるポーラーダスト成分の存在を示唆する。実際、Ogawa et al. 2021でポーラーダストからの放射の影響により赤外線ではX線観測と比べ、トーラスの厚みを過剰評価してしまうことを示した。X線観測結果と矛盾なく観測データを説明するためには、ポーラーダストを考慮したモデルが必要であるが、そのようなモデルは発展途上だった。そこで理論グループと協力して最新の流体計算結果に沿った描像に基づき、ポーラーダストを含む活動銀河核トーラスからの赤外線スペクトルモデルを開発した。クランピートーラスにポーラーダストを導入したダスト分布をもとに既存の輻射輸送計算コードを用いて赤外線のスペクトルエネルギー分布を計算し、ポーラーダストの開口角、光学的厚み、トーラスの幾何的厚み、光学的厚みをフリーパラメータとしたテーブルモデルを作成した。作成したモデルによって近傍の活動銀河核の観測データをX線観測の結果と矛盾なく再現できることを示し、エディントン比の小さい天体ではポーラーダストが発達していないという、ポーラーダストが輻射圧駆動のアウトフロー起源であることを支持する結果を得た。本成果は活動銀河核の構造の物理起源を解明する上で非常に重要な意義があると言える。特に、ポーラーダストを考慮することで、活動銀河核の赤外線放射を適切に説明することができるようになった点は非常に重要である。本成果をまとめた論文を執筆中であり、ApJに投稿予定である。

今年，我们致力于开发一种红外光谱模型，该模型考虑了活动星系核中极地尘埃的存在，并将其应用于观测数据。活跃星系核的结构由中心超大质量黑洞、吸积盘和围绕它们的环面组成。最近的多波长观测结果表明，除了这些结构之外，还有一种延伸到极地地区的极地尘埃成分。事实上，Okawa 等人 2021 表明，由于极地尘埃辐射的影响，与 X 射线观测相比，红外辐射高估了环面厚度。为了解释观测到的数据而不与X射线观测结果相矛盾，需要一个考虑极地尘埃的模型，但这样的模型仍在开发中。因此，我们与理论小组合作，根据最新流体计算结果的图片，开发了包含极地尘埃的活动星系核环面的红外光谱模型。基于将极地尘埃引入Clampy环面得到的尘埃分布，利用现有的辐射传输计算代码计算了红外光谱能量分布，并计算了极地尘埃的孔径角、光学厚度、环面的几何厚度，并以目标厚度作为自由参数创建光学A表模型。我们表明，所创建的模型可以重现与X射线观测结果一致的附近活动星系核的观测数据，并表明极地尘埃在爱丁顿比较小的天体中不发育，表明极地尘埃是由辐射压力驱动的流出我们得到了支持起源的结果。这一结果对于阐明活动星系核结构的物理起源具有重要意义。特别重要的是，通过考虑极地尘埃，现在可以适当地解释活动星系核的红外辐射。目前正在撰写总结这一结果的论文，并将提交给 ApJ。

项目成果

Warm Absorbers in the Radiation-driven Fountain Model of Low-mass Active Galactic Nuclei

低质量活动星系核辐射驱动喷泉模型中的热吸收体

• 发表时间: 2021
• 作者: Ogawa Shoji;Ueda Yoshihiro;Wada Keiichi;Mizumoto Misaki
• 通讯作者: Mizumoto Misaki

XRISM Study on Ionized Outflows from Seyfert Galaxies

关于 Seyfert 星系电离流出的 XRISM 研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Ogawa Shoji

ポーラーダストを含む活動銀河核トーラスからの赤外線SEDモデル

来自含有极地尘埃的活跃星系核环面的红外 SED 模型

• 发表时间: 2022
• 作者: 小川翔司

X-Ray Constraint on the Location of the AGN Torus in the Circinus Galaxy

X 射线对圆规座星系中活动星系核环面位置的约束

• DOI: 10.3847/1538-4357/abf0a2
• 发表时间: 2021-03-20
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: R. Uematsu;Y. Ueda;A. Tanimoto;T. Kawamuro;K. Setoguchi;S. Ogawa;S. Yamada;H. Odaka
• 通讯作者: H. Odaka

ポーラーダストを含む活動銀河核トーラスからの赤外線SEDモデル：近傍低質量活動銀河核との比較

含有极地尘埃的活动星系核环面的红外 SED 模型：与附近低质量活动星系核的比较

• 发表时间: 2023
• 作者: 小川翔司;上田佳宏;和田桂一;山田智史;馬場俊介;工藤祐己
• 通讯作者: 工藤祐己