Measuring magnetic fields in the vicinity of supermassive black holes through radio and X-ray observations

通过无线电和 X 射线观测测量超大质量黑洞附近的磁场

• 批准号: 19K14772
• 负责人: 井上 芳幸
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Osaka University (2020-2022)Institute of Physical and Chemical Research (2019)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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-19K14772/
• 关键词: 天文学; 理論天文学; 活動銀河核; 電波天文学; ブラックホール; 高エネルギー天文学; X線天文学

本研究計画の目的は、巨大ブラックホール周辺の「磁場」という最も基本的な物理量を理論・観測 を連携して決定することにある。 そのために、降着円盤理論・ 電波観測・X線観測を連携し、巨大ブラックホールに付随するコロナからのシンクロトロン放射を捉えることで、数十シュバルツシルト半径の範囲における「磁場」を世界で初めて測ることを目指している。これまでの成果において、我々は ALMA 望遠鏡を用いて、近傍の活動銀河核からコロナ由来のシンクロトロン放射成分を捉え、コロナが40 シュバルツシルト半径程度に広がり、また磁場強度は10ガウス程度であることを初めて明らかにしている (Inoue & Doi 2018, ApJ, 869, 114)。さらに、活動銀河核コロナに存在する高エネルギー粒子の加速起源も明らかにし、近年 IceCube Collaboration によって報告されている TeV 高エネルギーニュートリノの起源として、活動銀河核のコロナが重要な役割を果たしている可能性も示した (Inoue, Khangulyan, Inoue, & Doi 2019, ApJ, 880, 40; Inoue, Khangulyan, & Doi 2020, ApJL, 891, 33)。本成果は 2022年度に出版された IceCube の Science 論文においても近傍活動銀河核NGC 1068 の起源としても有力視されている旨が記されている。また、コロナからの高エネルギー放射について、Galaxies誌からレビュー論文を出版した (Inoue, Khangulyan, & Doi 2021, Galaxies, vol. 9, issue 2, p. 36)今年度は国立天文台のALMA共同科学研究事業派遣していただいた ALMA PD とともに NGC 1068のALMA観測に取り組み、kpc-scale の ALMA 観測結果を論文化した。

该研究项目的目的是通过理论和观测相结合来确定超大质量黑洞周围最基本的物理量——磁场。 为此，通过将吸积盘理论、射电观测和X射线观测联系起来，捕捉来自与超大质量黑洞相关的日冕的同步辐射，我们将能够测量数十范围内的“磁场”。史瓦西半径是世界上第一个，这就是我的目标。在我们之前的结果中，我们使用ALMA望远镜从附近的活动星系核捕捉到来自日冕的同步辐射成分，发现日冕扩散到约40史瓦西半径，磁场强度约为10高斯（Inoue & Doi. 2018, ApJ, 869, 114)。此外，我们还揭示了活动星系核日冕中高能粒子加速的起源，活动星系核日冕有可能对所报道的TeV高能中微子的起源发挥着重要作用。近年来的 IceCube 合作（Inoue, Khangulyan, Inoue, & Doi 2019, ApJ, 880, 40；Inoue, Khangulyan, & Doi 2020, ApJL, 891、33）。 2022 年发表的 IceCube Science 论文中也提到了这一结果，认为它可能是附近活跃星系核 NGC 1068 的起源。此外，《Galaxies》杂志上发表了一篇关于日冕高能辐射的综述论文（Inoue, Khangulyan, & Doi 2021, Galaxies, vol. 9, issues 2, p. 36）今年，国家天文台日本ALMA联合科研 我们与该项目派出的ALMA PD共同对NGC 1068进行ALMA观测，并以论文形式发表了kpc尺度的ALMA观测结果。

项目成果

Non-thermal Coronal Activity in Nearby AGNs

附近活动星系核的非热日冕活动

• 发表时间: 2023
• 作者: Tanada K.;Kataoka J.;Inoue Y.;井上芳幸
• 通讯作者: 井上芳幸

Strong lensing of high-energy neutrinos

高能中微子的强透镜效应

• DOI: 10.1103/physrevd.107.023011
• 发表时间: 2023
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Taak Yoon Chan;Treu Tommaso;Inoue Yoshiyuki;Kusenko Alexander
• 通讯作者: Kusenko Alexander

Inverse Compton Scattering of Starlight in the Kiloparsec-scale Jet in Centaurus A: The Origin of Excess TeV γ-Ray Emission

半人马座 A 千秒差距喷流中星光的逆康普顿散射：过量 TeV γ 射线发射的起源

• DOI: 10.3847/1538-4357/ab2233
• 发表时间: 2019
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Tanada K.;Kataoka J.;Inoue Y.
• 通讯作者: Inoue Y.

Origin of Galactic Spurs: New Insight from Radio/X-Ray All-sky Maps

银河马刺的起源：无线电/X射线全天地图的新见解

• DOI: 10.3847/1538-4357/abdb31
• 发表时间: 2021
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Kataoka Jun;Yamamoto Marino;Nakamura Yuki;Ito Soichiro;Sofue Yoshiaki;Inoue Yoshiyuki;Nakamori Takeshi;Totani Tomonori
• 通讯作者: Totani Tomonori

Follow-up observations for IceCube-170922A: Detection of rapid near-infrared variability and intensive monitoring of TXS 0506+056

• DOI: 10.1093/pasj/psaa110
• 发表时间: 2020-11
• 期刊: arXiv: High Energy Astrophysical Phenomena
• 作者: T. Morokuma;Y. Utsumi;K. Ohta;M. Yamanaka;K. Kawabata;Y. Inoue;Masaomi Tanaka;Michitoshi Yoshida;R. Itoh;M. Sasada;N. Tominaga;Hiroki Mori;M. Kawabata;T. Nakaoka;Maiko Chogi;T. Abe;Ruochen Huang;N. Kawahara;Hiroki Kimura;H. Nagashima;K. Takagi;Y. Yamazaki;Wei Liu;R. Ohsawa;S. Sako;K. Murata;K. Morihana;C. Gilligan;K. Isogai;M. Kimura;Yasuyuki Wakamatsu;Ryuhei Ohnishi;M. Takayama;S. Honda;Y. Matsuoka;T. Yamashita;S. Nagataki;Yasuyuki T. Tanaka