活動的銀河核のX線放射機構の観測的研究

活动星系核X射线发射机制的观测研究

基本信息

批准号：
01J06700
负责人：
寺島雄一
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Institute of Space and Astronautical Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,観測的手法を用いて活動的銀河核(Active Galactic Nuclei ; AGN)からのX線の放射機構を理解することを目的としている。AGNは多くの銀河の中心に存在し、巨大質量ブラックホールに物質が落ち込むことで莫大なエネルギーを放射している。この際に本質的な役割を果たしていると考えられている、ブラックホールのまわりで落ち込む物質が作る円盤(降着円盤)の構造を理解することが重要である。本年度は、当初計画したように、質量降着率の非常に小さい場合と大きい場合に着目した研究を進め、質量降着とX線放射機構の全体像を把握するよう研究を行った。まず、特に質量降着率の小さい例として、近傍の銀河のうち巨大質量ブラックホールが中心に存在しているにもかかわらず、中心核がほとんど活動性を示さないもののチャンドラ衛星によるデータの解析を進めた。その結果、X線以外の波長で活動性が見られないものにもX線中心核を持つものが多数(7個中5個)存在することを明らかにし、多くの銀河中心核に巨大質量ブラックホールが存在することを、これまでとは別な手法で示した。また、また中心核ごく近傍に存在する高温ガスの量を同じデータから評価し、ガス密度などと中心核の明るさとは直接関係ないことを示した。このことは、燃料の量だけでなく、他のパラメータ(例えば磁場)も質量降着を放射に転化する効率を決めていることを示している(論文はTerashima, Ho, ＆ Ulvestadとして投稿準備中)。次に、質量降着率が大きい例と考えられている、狭輝線セイファート銀河についてニュートン衛星のデータを用い、これまでに知られていなかったスペクトル変動(明るくなると見かけの温度が下がる)を発見した。この結果は、非常に質量降着率の大きい降着円盤として理解でき、狭輝線セイファート銀河が実際に質量降着率が高くブラックホール成長の理解に重要なクラスであることを示した(論文はHaba, Terashima, Kunieda, ＆ Ohsugaとして投稿中)。また関連する天体として近傍銀河M51中に存在する大光度X線源も用い質量降着率の大きい降着円盤の理解を進めた。以上の結果をまとめ、様々な質量降着率の放射機構の統一的描像を得た。この他に質量降着とブラックホール環境の関係、AGNの形成と進化、母銀河との関係などの重要課題に関連する研究として、爆発的星生成を伴う銀河の中心核のAGNについての研究も進めた。

这项研究的目的是利用观测方法来了解活动星系核（AGN）发射 X 射线的机制。活跃星系核存在于许多星系的中心，当物质落入超大质量黑洞时，它们会辐射出大量的能量。了解黑洞周围物质落下形成的吸积盘（吸积盘）的结构非常重要，人们认为吸积盘在这一过程中发挥着重要作用。今年，我们按照原计划，重点关注极小质量吸积率和大质量吸积率的情况，开展研究，了解质量吸积和X射线发射机制的整体情况。首先，作为质量吸积率特别低的例子，我们分析了附近星系的钱德拉卫星的数据，该星系的中心有一个巨大的黑洞，但其核心几乎没有活动。结果，我们发现有许多星系（7 个中的 5 个）具有 X 射线核心，即使它们在除空穴之外的波长下不活跃。使用不同的方法证明了空穴的存在。他们还使用相同的数据评估了核心附近存在的高温气体的数量，并表明气体密度和核心的亮度之间没有直接关系。这表明，不仅燃料的量，而且其他参数（例如磁场）也决定了将质量吸积转化为辐射的效率（准备提交的论文为 Terashima、Ho 和 Ulvestad）。接下来，利用牛顿卫星的数据，我们发现了窄线塞弗特星系的先前未知的光谱变化（表观温度随着变亮而降低），这被认为是大质量吸积率的一个例子。这个结果可以理解为一个质量吸积率非常高的吸积盘，并表明窄线Seyfert星系实际上是一类质量吸积率很高的星系，这对于理解黑洞的生长具有重要意义（论文由Haba发表）以及寺岛、国枝田和大菅）。我们还使用附近星系 M51 中的高光度 X 射线源作为相关天体，以增进我们对具有大质量吸积率的吸积盘的理解。通过总结上述结果，我们获得了不同质量吸积率的辐射机制的统一图像。此外，我们还对爆炸性恒星形成的星系核心活动星系核进行研究，研究涉及质量吸积与黑洞环境的关系、活动星系核的形成和演化以及与黑洞环境的关系等重要问题。与宿主星系。