銀河形成期における超巨大ブラックホール成長の理論的研究で迫る共進化の起源

通过对星系形成过程中超大质量黑洞生长的理论研究来探讨协同演化方法的起源

• 批准号: 19K03918
• 负责人: 川勝 望
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: National Institute of Technology (KOSEN), Kure College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K03918/
• 关键词: 理論天文学; 超巨大ブラックホール; 銀河; 共進化

近年の高精度観測装置によって、銀河中心には太陽質量の100万倍から10億倍もの超巨大ブラックホール(SMBH)が普遍的に存在し、その質量は銀河バルジの質量に比例することが明らかになってきた。しかしながら、その形成メカニズムは未だ謎に包まれており、天文学における最重要テーマの1つである。この問題を解決するために、銀河からのガス供給により形成される数10パーセクの銀河核ガス円盤(CND)を介して、銀河からブラックホールまで6桁ものダイナミックスレンジに渡るガス降着過程と、ブラックホール近傍からの輻射やWindによるフィードバック効果を整合的に考慮した理論モデル「多階層連結モデル」の構築が必要である。近年、銀河団中心の巨大楕円銀河で大量の分子ガス銀河団中心での AGN feedback に果たしている役割について調べるために、新たに準解析的モデルを構築した。計算の結果、核周円盤はその質量の変化により安定と不安定の状態を行き来する一方、ブラックホールへの降着率を長期的には一定に保つという調整弁の役割を果たしていることがわかった(Fujita, Kawakatu, Nagai 2022)。 近年、サブパーセク領域に注目すると、AGNから輻射によりWindが吹き、低光度AGNのときのみ、極方向へガスが巻き上げられることが分かった。このことは、Windがサブパーセクスケールでの遮蔽だけでなく、ジェット収束にも寄与する可能性があることを示唆するものである（Kawakatu et al. 投稿準備中）。加えて、AGN起源で吹き飛ばされたガス雲により、パーセクスケールのAGNジェットの伝搬が一時的に阻害されることも明らかになった(Kino, Niinuma, Kawakatu, et al. 2023)。これらの成果から、超巨大ブラックホールの周辺領域は従来の予想よりも複雑な現象が起こっていることことが示唆される。

最新高精度观测设备揭示，星系中心普遍存在质量为太阳质量100万至10亿倍的超大质量黑洞（SMBH），其质量与星系质量成正比。已经变成了。然而，其形成机制仍然笼罩在神秘之中，是天文学中最重要的主题之一。为了解决这个问题，我们有必要通过由星系供应气体形成的数十秒差距的星系核气盘（CND）来开发一种跨越从星系到黑洞六个数量级动态范围的气体吸积过程。构建一个称为“多层连接模型”的理论模型，该模型始终考虑黑洞附近的辐射和风引起的反馈效应。最近，我们构建了一个新的半解析模型来研究活动星系核反馈在星系团中心存在大量分子气体的大质量椭圆星系中的作用。计算结果发现，核周盘在因质量变化而在稳定状态和不稳定状态之间来回移动的同时，起着调节阀的作用，使黑洞的吸积速率在整个过程中保持恒定。长期来看（Fujita、Kawakatu、Nagai 2022）。 近年来，着眼于亚秒差距区域，人们发现，由于辐射，风从活动星系核吹来，只有当活动星系核的光度较低时，气体才会被卷向两极。这表明风不仅可能有助于亚秒差距尺度的屏蔽，而且还有助于喷流汇聚（Kawakatu 等人正在准备提交）。此外，据透露，秒差距规模的 AGN 喷流的传播会受到 AGN 起源吹走的气体云的暂时抑制（Kino、Niinuma、Kawakatu 等人，2023 年）。这些结果表明，超大质量黑洞周围区域发生的现象比之前预期的更为复杂。

项目成果

永井洋(国立天文台), 川勝望(呉高専), 大西響子(Chalmers University), 土居明広(JAXA), 泉拓磨(都 立大), 紀基樹(工学院大), 磯部直樹(JAXA), 中西康一郎(国立天文台), 笹田真人(東工大)、Monica Orienti（IRA）

Hiroshi Nagai（日本国家天文台）、Katsuzo Kawa（吴国立工业学院）、Kyoko Onishi（查尔姆斯大学）、Akihiro Doi（JAXA）、Takuma Izumi（东京都立大学）、Motoki Ki（工学院大学）、Naoki Isobe (JAXA)、Nakanishi Koichiro (日本国家天文台)、Masato Sasada (东京工业大学)、Monica Orienti (IRA)

• 发表时间: 2022
• 作者: Fukaya Sakiko;Shinnaga Hiroko;Furuya Ray S;Tomisaka Kohji;Machida Masahiro N;Harada Naoto;2 型セイファート銀河NGC 5506 におけるAGN アウトフローからの非熱的放 射の検出
• 通讯作者: 2 型セイファート銀河NGC 5506 におけるAGN アウトフローからの非熱的放 射の検出

ジェット・ガス雲衝突で誘発された 3C84 電波ローブの FR II/FR I 遷移

喷射气体云碰撞引起的 3C84 射电波瓣 FR II/FR I 跃迁

• 发表时间: 2021
• 作者: 紀基樹;新沼浩太郎;川勝望;永井洋;G. Giovannini;M. Orienti;輪島清昭;F. D’Ammando;秦和弘;M. Giroletti;M. Gurwell
• 通讯作者: M. Gurwell

The radio-loud narrow-line Seyfert 1 galaxy 1H 0323+342 in a galaxy merger

• DOI: 10.1093/mnras/staa1525
• 发表时间: 2020-05
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: A. Doi;M. Kino;N. Kawakatu;K. Hada

多階層連結AGNモデルとngVLAで探る超巨大ブラックホールの形成・進化

使用多层连接 AGN 模型和 ngVLA 探索超大质量黑洞的形成和演化

• 发表时间: 2021
• 作者: 基樹 (工学院大学/国立天文台);新沼浩太郎 (山口大学);川勝望 (呉高専);永井洋 (国立天文台);G. Giovannini;M. Orienti (INAF);輪島清昭 (KASI);F. D’Ammando (INAF);秦和弘 (国立天文台);M. Giroletti (INAF);M. Gurwell (CfA);川勝望（呉高専),和田桂一（鹿児島大),工藤祐己(鹿児島大),市川 幸平（東北大）,紀基樹(工学院大/国立天文台),澤田-佐藤聡子(山口大学),永井洋（国立天文台),土居明広(宇宙研)
• 通讯作者: 川勝望（呉高専),和田桂一（鹿児島大),工藤祐己(鹿児島大),市川 幸平（東北大）,紀基樹(工学院大/国立天文台),澤田-佐藤聡子(山口大学),永井洋（国立天文台),土居明広(宇宙研)

Obscuring Fraction of Active Galactic Nuclei Implied by Supernova and Radiative Feedbacks

• DOI: 10.3847/1538-4357/ab5f60
• 发表时间: 2019-12
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: N. Kawakatu;K. Wada;K. Ichikawa