巨大ブラックホールのメーザー円盤のサブミリ波観測

超大质量黑洞脉泽盘的亚毫米波观测

基本信息

批准号：
15037212
负责人：
関本裕太郎
金额：
$ 2.18万
依托单位：
National Astronomical Observatory of Japan
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

我々は、銀河NGC4258などの巨大ブラックホールの周りの円盤、特に水メーザーの発生領域の温度・密度を明らかにすべくサブミリ波・ミリ波における観測的研究を推進した。波長0.4mmの800GHz帯サブミリ波受信機を開発した。この波長で選択的にトレースされる暖かい(温度〜100K程度)円盤ガス物質の質量を明らかにすべく南米チリのサブミリ波望遠鏡に搭載して観測をおこなった。メーザー源となるガスの物理状態(温度、密度、質量)を調べ、それら微視的物理状態からガス粘性による質量降着メカニズムに制限をつけ、降着円盤の進化を研究している。また、近傍銀河におけるサブミリ波水メーザーの探査をおこなった。サブミリ波水メーザーは、従来の22GHzメーザーに比べて高温領域つまり中心近傍で放射されると予想されており、見つかればブラックホールの質量の精度を高めることが可能となる。サブミリ波受信機は、量子限界の数倍程度と世界最高レベルの性能達成のために改良をおこなった。そのために高効率な光学系や自重変形を抑えるセンターパイプ他、安定度を高めるために様々な工夫を凝らした。望遠鏡搭載時におけるビームの形やシステムの安定性を評価した。さらに490GHzにおける試験的な観測もおこない、巨大ブラックホールのメーザー円盤の温度・密度などの物理量を測定できる可能性を示すことに成功した。今後、メーザー源となるガスの物理状態(温度、密度質量)を調べ、それら微視的物理状態からガス粘性による質量降着メカニズムに制限をつけ、メーザー円盤の進化を研究する。

我们开展了亚毫米波和毫米波观测研究，以阐明NGC4258星系等超大质量黑洞周围圆盘的温度和密度，特别是在产生水脉泽的区域。我们开发了800GHz频段亚毫米波接收器，波长为0.4mm。为了澄清在此波长下选择性追踪的温暖（温度~100 K）圆盘气体物质的质量，我们在南美洲智利的亚毫米波望远镜上进行了观测。我们正在研究作为脉泽源的气体的物理状态（温度、密度、质量），并利用这些微观物理状态来限制由于气体粘度而导致的质量吸积机制，并研究吸积盘的演化。我们还在附近星系中寻找亚毫米水脉泽。亚毫米波水微波激射器预计将在比传统22GHz微波激射器更高的温度区域（即靠近中心）发射，如果被发现，将有可能提高黑洞质量估计的准确性。亚毫米波接收器经过改进，性能达到量子极限数倍，达到世界最高水平。为了实现这一目标，我们设计了多种创新技术来提高稳定性，包括高效的光学系统和抑制因自重而变形的中心管。评估了系统安装在望远镜上时的光束形状和稳定性。此外，我们在490 GHz进行了实验观测，成功证明了测量超大质量黑洞脉泽盘中的温度和密度等物理量的可能性。未来，我们将研究作为脉泽源的气体的物理状态（温度、密度质量），利用这些微观物理状态限制气体粘度引起的质量吸积机制，研究脉泽盘的演化。