近赤外線偏光観測による銀河系中心部の磁場構造の解明

通过近红外偏振观测阐明星系中心的磁场结构

• 批准号: 08J00868
• 负责人: 西山 正吾
• 金额: $ 1.54万
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J00868/
• 关键词: 赤外線天文学; 磁場; 宇宙塵; 光学赤外線天文学; 偏光; 銀河系; 星間塵

本研究の目的は、近赤外線偏光観測による、銀河系の中心領域の磁場構造の解明である。1,2年目では、南アフリカ天文台において観測を行い、必要なデータを取得した。また途中経過として、この手法による磁場測定が有効であることを明らかにした(Nishiyama et al. ApJ, 2009, 690, 1648)。最終年度である22年度には、これまで蓄積したデータ(中心領域2度×2度)の解析を行い、磁場構造を導き出した。またこの結果を論文として発表することもできた(Nishiyama et al. ApJL, 2010, 722, 23)。本研究から、銀河系中心領域の磁場構造は、銀河面に垂直な向き(ポロイダル構造)から平行方向(トロイダル構造)へ、大局的に変化していることが分かった。銀河面に近い領域では、銀河中心を周回する分子雲によって磁場が引きずられるため、渦巻状のトロイダル磁場となる。一方、物質の少ない、銀河面から離れた領域では、磁場の形状は変化することなく、ポロイダル磁場が維持されている。つまり、もともと銀河の中の磁場はポロイダル形状であったが、銀河の進化に伴い、銀河面近くではトロイダル磁場が卓越するようになった、と考えることができる。この研究は、銀河系中心における広い領域(2度)の磁場構造"全体"を、高い空間分解能(2分)で明らかにする初めての試みであった。過去の観測では所々しかうめられていなかったパズルの全体像を、本研究で初めて明らかにした。また、他の渦巻銀河の観測から、銀河円盤内の磁場はトロイダル、銀河ハローではポロイダルに近い構造、ということが知られていた。しかし、これらふたつの構造がどうつながっているのかは謎であった。本研究により、銀河内の磁場構造の遷移領域が明らかになった。銀河全体の磁場に対する理解が大きく深まった研究成果であると言える。

这项研究的目的是通过近红外偏振观测来阐明银河系中心区域的磁场结构。第一年和第二年，我们在南非天文台进行了观测，并获得了必要的数据。在此期间，我们还发现使用这种方法进行磁场测量是有效的（Nishiyama et al. ApJ, 2009, 690, 1648）。在该项目的最后一年，即2015财年，我们分析了迄今为止积累的数据（中心区域2度×2度）并导出了磁场结构。我们还能够在论文中发表这些结果（Nishiyama et al. ApJL, 2010, 722, 23）。这项研究揭示了银河系中心区域的磁场结构在全球范围内发生变化，从垂直于银道面（极向结构）到平行于银道面（环形结构）。在靠近银道面的区域，磁场受到绕银心运行的分子云的牵引，形成螺旋环形磁场。另一方面，在远离银道面、物质很少的区域，磁场的形状不会改变，保持极向磁场。换句话说，可以认为星系中的磁场最初具有极向形状，但随着星系的演化，环形磁场在银道面附近变得占主导地位。这项研究是首次尝试以高空间分辨率（2 分钟）揭示星系中心广阔区域（2 度）的“整个”磁场结构。这项研究首次揭示了这个谜题的整体情况，过去的观察只能部分回答这个问题。通过对其他螺旋星系的观测，得知银盘内的磁场是环形的，银晕具有接近极向的结构。然而，这两个结构如何连接仍然是个谜。这项研究揭示了星系内磁场结构的过渡区域。可以说，这项研究成果极大地加深了我们对整个星系磁场的认识。

项目成果

Nuclear clusterと銀河中心領域での星形成

银河系中心区域的核团簇和恒星形成

• 发表时间: 2010
• 作者: Andrew Gibson;伊藤昇;Noboru Ito;西山正吾;伊藤昇;S.Nishiyama;Noboru Ito;S.Nishiyama;伊藤昇;西山正吾;伊藤昇;西山正吾
• 通讯作者: 西山正吾

Near-infrared Imaging Polarimetry of the Serpens Cloud Core : Magnetic Field Structure, Outflows, and Inflows in a Cluster Forming Clump

蛇云核心的近红外成像偏振测量：形成团簇的磁场结构、流出和流入

• 发表时间: 2010
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: K.Sugitani;et al.
• 通讯作者: et al.

A narrow band photometric search for early-type stars in the Galactic center

银河系中心早期型恒星的窄带光度搜索

• 发表时间: 2010
• 作者: Andrew Gibson;伊藤昇;Noboru Ito;西山正吾;伊藤昇;S.Nishiyama;Noboru Ito;S.Nishiyama
• 通讯作者: S.Nishiyama

Interstellar Extinction Law toward the Galactic Center III : J, H, Ks bands in the 2MASS and the MKO systems, and 3.6, 4.5, 5.8, 8.0 micron in the Spitzer/IRAC system

朝向银河中心的星际灭绝定律 III：2MASS 和 MKO 系统中的 J、H、Ks 波段，以及 Spitzer/IRAC 系统中的 3.6、4.5、5.8、8.0 微米

• 发表时间: 2009
• 期刊: The Astrophysical Journal 696
• 作者: Shogo Nishiyama;et al.
• 通讯作者: et al.

Near-Infrared Counterparts to Chandra X-Ray Sources Toward the Galactic Center.I.Statistics and a Catalog

朝向银河系中心的钱德拉 X 射线源的近红外对应物。I.统计和目录

• 发表时间: 2009
• 期刊: The Astrophysical Journal 703
• 作者: J.C.Mauerhan;et al.(共著)
• 通讯作者: et al.(共著)