可視光・Ｘ線・ガンマ線観測による活動銀河核の長期活動現象の解明

通过可见光、X射线和伽马射线观测阐明活动星系核的长期活动现象

• 批准号: 16J05742
• 负责人: 橘 優太朗
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J05742/
• 关键词: 活動銀河核; ジェット; 降着円盤; 時系列解析; 機械学習; 可視光; X線; 多波長観測; ブラックホール連星; 相対論的ジェット; ガンマ線バースト; 深層学習; MAXI; MITSuME望遠鏡

本研究は、超巨大ブラックホール（SMBH）に起因した重力エネルギーの解放による電磁波放射の長期変動の物理過程に対する制限を行うものである。SMBHを中心に有する活動銀河核（AGN）からの放射は、相対論的な速度を有する電子の塊であるジェットと、SMBH周辺の高温の降着円盤からの二つが最も卓越していると考えられている。 しかし、その高い変動性の起源は未だ議論の最中である。このような状況と昨年度までの研究から得られた示唆に基づき、本年度は、既存の手法での解析が困難であったデータに対して、機械学習を用いた解析手法の確立と、本研究で既に確立済みの解析手法の他天体への適用を行なった。まず、可視光サーベイ観測においてAGNの系統的研究を可能とするために、銀河と星の分類器を機械学習の手法を用いて開発した。本手法は、変動天体の放射起源を推定する際の最も重要な情報の一つとなっている。また、十年以上に及ぶ三万天体以上のAGNの可視光観測結果を用いて、その変動の特徴量抽出と、物理量との関連性の調査を、深層学習の手法を用いて行った。その結果、AGNの可視光放射の変動非対称性が、その光度に関連することを示唆する結果が得られ、さらにこれが降着円盤の不安定性に起因する変動モデルから期待される特徴と矛盾しないことが示された。新規解析手法の確立に加えて、確立済みの解析手法を他天体に適用することで新たな知見を得た。γ線バースト GRB161017Aに関する研究では、標準的なモデルから期待されるよりもその活動性が長期に及び、ほぼ同等の質量を持つ物質が数回放出されていたことを示唆する結果を得た。また、ブラックホール連星GRS 1915+105のX線放射の変動性に関する研究においては、四半世紀もの間隔をもった活動性の高い類似性を見出し、降着円盤を含む物理的に巨大な放射システムの存在を示唆する結果を得た。

这项研究限制了由于超级质量黑洞（SMBH）在物理过程中引起的重力释放而导致电磁辐射的长期波动。以SMBH为中心的活性银河核（AGN）的两个辐射被认为是最杰出的：射流，相对论速度的大量电子以及来自SMBH周围的热积聚磁盘。但是，其高变异性的起源仍在争论中。基于这种情况和从研究到去年的研究，今年我们建立了一种使用机器学习的数据分析方法，该方法很难使用现有方法进行分析，并在本研究中已经建立了分析方法，以对其他天体建立。首先，使用机器学习方法开发了可见光调查观察中AGN的系统研究，银河系和星分类器。当估计可变天体的辐射起源时，该方法是最重要的信息之一。此外，我们使用了超过30,000个天体的AGN的十多年可见光观察结果，我们提取了它们变异的特征量，并使用深度学习方法研究了物理量之间的关系。结果表明，AGN可见光发射的变化不对称与其发光度有关，此外，这与积聚磁盘不稳定性引起的变异模型的预期特征是一致的。除了建立新的分析方法外，还通过将既定的分析方法应用于其他天体来获得新知识。一项关于伽马射线爆发GRB161017A的研究表明，其活性比标准模型的预期更长，并且释放了几倍具有差异较大的材料。此外，在一项关于黑洞二进制二进制GRS X射线辐射1915+105 X射线辐射的可变性的研究中，我们发现了四分之一世纪间隔的高度活跃相似性，发现结果表明存在物理上较大的辐射系统，包括积聚磁盘。

项目成果

A soft X-ray lag detected in Centaurus A

在半人马座 A 中检测到软 X 射线滞后

• DOI: 10.1093/pasj/psw001
• 发表时间: 2016
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: Y Tachibana;T Kawamuro;Y Ueda;M Shidatsu;M Arimoto;Ti Yoshii;Y Yatsu;Y Saito;S Pike;N Kawai
• 通讯作者: N Kawai

Multicolor optical observation of V404 Cygni

V404 Cygni 多色光学观察

• 发表时间: 2016
• 作者: 新山瑛理;岡田孝春;宇都甲一郎;青柳隆夫;荏原充宏,;Yatsu et al.;新山瑛理, 宇都甲一郎, 荏原充宏;橘優太朗;橘優太朗;橘優太朗;橘優太朗;橘優太朗;橘優太朗;Yutaro Tachibana;Yutaro Tachibana;Yutaro Tachibana;橘 優太朗;橘 優太朗
• 通讯作者: 橘 優太朗

Discovery of the New X-Ray Transient MAXI J1807+132: A Candidate of a Neutron Star Low-mass X-Ray Binary

发现新的 X 射线瞬态 MAXI J1807 132：中子星低质量 X 射线双星的候选者

• DOI: 10.3847/1538-4357/aa93f0
• 发表时间: 2017
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Shidatsu M.;Tachibana Y.;Yoshii T.;Negoro H.;Kawamuro T.;Iwakiri W.;Nakahira S.;Makishima K.;Ueda Y.;Kawai N.;Serino M.;and Kennea J.
• 通讯作者: and Kennea J.

ブラックホール連星V404 Cygの可視光からX線における放射及び変動機構

黑洞双星V404 Cyg从可见光到X射线的辐射及变化机制

• 发表时间: 2016
• 作者: 新山瑛理;岡田孝春;宇都甲一郎;青柳隆夫;荏原充宏,;Yatsu et al.;新山瑛理, 宇都甲一郎, 荏原充宏;橘優太朗;橘優太朗;橘優太朗;橘優太朗;橘優太朗;橘優太朗;Yutaro Tachibana;Yutaro Tachibana;Yutaro Tachibana;橘 優太朗;橘 優太朗;橘 優太朗
• 通讯作者: 橘 優太朗

California Institute of Technology(米国)

加州理工学院（美国）