Probing Intermediate-mass Black Holes in the Galactic Center with the Observations of High-Velocity Compact Clouds

通过观测高速致密云来探测银河系中心的中等质量黑洞

• 批准号: 19K14768
• 负责人: 竹川 俊也
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kanagawa University (2020-2022)National Astronomical Observatory of Japan (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-19K14768/
• 关键词: 銀河系中心; 分子雲; 中間質量ブラックホール; 星団

本年度は、高速度コンパクト雲HCN-0.044-0.009およびHCN-0.085-0.094方向に発見された2つの超小型高速度コンパクト雲UCC1およびUCC2について、さらに観測・解析を推し進めた。これらUCCは、これまでに発見されている高速度コンパクト雲と同程度の速度幅(~50 km/s)を有する一方で、これまでに行なったALMA観測(1秒角分解能)においても空間分解はできておらず、その視直径は0.04 pc以下と極めて小さい。ALMA cycle 8において、空間分解能0.3秒角(銀河系中心において~0.01 pcに相当)の分子スペクトル線によるイメージング観測実施し、UCCの空間分解および運動・物理状態の把握を試みた。観測の結果、これら2つのUCCは極めてコンパクト(視直径~0.02-0.03 pc)な球形状の実態を有し、非常に急峻な速度勾配を示すことがわかった。特にUCC1については、様々な分子スペクトル線が有意に検出され、CS J=7-6およびJ=5-4輝線強度を用いた解析から、周囲の分子ガスに比べとりわけ高温かつ高密度であることがわかった。また、SiO J=6-5が強く検出されることから、強い衝撃波の影響を受けていることが示唆された。さらに、詳細な運動解析の結果、UCCの位置-速度構造は、点状重力源周りの回転運動で説明可能なことがわかった。想定される点状重力源の質量は~500-1000太陽質量であり、当該方向に他波長域に対応天体が検出されないことから、UCCはこれまでに銀河系内では報告例のない、比較的軽めの中間質量ブラックホールの可能性が示唆された。加えて、野辺山45m電波望遠鏡の観測時間を購入し、銀河系中心領域の分子スペクトル線広域サーベイデータの拡充を行なった。

今年，我们对在高速致密云HCN-0.044-0.009和HCN-0.085-0.094方向发现的两颗超小型高速致密云UCC1和UCC2进行了进一步的观测和分析。虽然这些 UCC 的速度范围（~50 km/s）与迄今为止发现的高速致密云相当，但 ALMA 观测的空间分辨率（1角秒分辨率）尚未形成，其表观直径非常小，不到0.04个。在ALMA第8周期中，我们使用空间分辨率为0.3角秒（相当于银河系中心~0.01 pc）的分子谱线进行成像观测，并试图了解UCC的空间分辨率以及运动和物理状态。观察结果表明，这两个 UCC 具有极其紧凑的球形形状（表观直径约 0.02-0.03 pc），并表现出极其陡峭的速度梯度。特别是，UCC1 显着检测到各种分子谱线，并且使用 CS J=7-6 和 J=5-4 发射线强度进行分析表明，与周围的分子气体相比，它特别热且密集。此外，强烈检测到SiO J=6-5，表明它受到了强烈冲击波的影响。此外，详细的运动学分析表明，UCC 的位置-速度结构可以通过围绕点重力源的旋转运动来解释。假设点重力源的质量约为500-1000个太阳质量，并且由于在该方向上没有检测到其他波长范围的相应物体，因此UCC是银河系中从未报道过的相对光源。有人提出了中等质量黑洞的可能性。此外，我们购买了野边山45m射电望远镜的观测时间，扩大了银河系中心区域的分子谱线广域巡天数据。

项目成果

The Galactic Central Molecular Zone with ASTE

ASTE 的银河中心分子区

• 发表时间: 2019
• 作者: 竹川俊也

Time Variations in the Flux Density of Sgr A* at 230 GHz Detected with ALMA

使用 ALMA 检测 230 GHz 时 Sgr A* 磁通密度的时间变化

• DOI: 10.3847/2041-8213/ab800d
• 发表时间: 2020
• 作者: Iwata Yuhei;Oka Tomoharu;Tsuboi Masato;Miyoshi Makoto;Takekawa Shunya
• 通讯作者: Takekawa Shunya

Ultra-compact clumps with extremely broad velocity widths in the Galactic center

银河系中心具有极宽速度宽度的超紧凑团块

• 发表时间: 2023
• 作者: Shunya Takekawa; Tomoharu Oka; Miyuki Kaneko; Yuhei Iwata
• 通讯作者: Yuhei Iwata

The Fifth Candidate for an Intermediate-mass Black Hole in the Galactic Center

银河系中心第五个中等质量黑洞候选者

• DOI: 10.3847/1538-4357/ab6f6f
• 发表时间: 2020
• 作者: Takekawa Shunya;Oka Tomoharu;Iwata Yuhei;Tsujimoto Shiho;Nomura Mariko
• 通讯作者: Nomura Mariko

An energetic high-velocity compact cloud: CO-0.31+0.11

充满活力的高速致密云：CO-0.31 0.11

• DOI: 10.1093/pasj/psz027
• 发表时间: 2019
• 影响因子: 2.3
• 作者: Takekawa Shunya;Oka Tomoharu;Tokuyama Sekito;Tanabe Kyosuke;Iwata Yuhei;Tsujimoto Shiho;Nomura Mariko;Shibuya Yukihiro
• 通讯作者: Shibuya Yukihiro