電波観測で探る銀河系中心核への質量供給過程とそのフィードバック

利用无线电观测探索银河系核心的质量供应过程及其反馈

基本信息

批准号：
15J04405
负责人：
竹川俊也
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度にハワイのJames Clerk Maxwell Telescopeを用いて実施した分子スペクトル線観測により取得したデータの解析を推し進めた。その結果、銀河系中心核「いて座A*」から約10pcの位置に直径1パーセク程度と小型ながら異常に広い速度幅を有する特異分子雲(小型高速度コンパクト雲)を2つ発見した。それらの形状・運動と運動エネルギー、そして他波長対応天体を伴わないこと等から、恒星質量ブラックホールが高速で分子雲に突入したことで形成されたものと解釈される。これにより、銀河系中心核近傍を複数のブラックホールが飛び交っている状況が初めて観測的に示唆された。理論的には、銀河系内に1億から10億個ものブラックホールが存在すると予測されており、その大部分は暗く孤立していると考えられている。このような孤立ブラックホールは、小型高速度コンパクト雲のような高速度分子雲として検出できる可能性が示された。加えて、「いて座A*」から約45パーセクの位置に、特異な運動を示す高速度コンパクト雲、CO-0.31+0.11 を新たに発見した。CO-0.31+0.11の速度幅は高速度コンパクト雲の中でも際立って大きく、膨大な運動エネルギーを有する。そしてその運動は、20万太陽質量の質点周りのケプラー運動でうまく説明できることがわかった。このモデルに従えば、0.1パーセクよりも小さい領域に20万太陽質量もの質量が集中していることになる。重力源候補としては、高密度な大質量星団か重い中間質量ブラックホールが挙げられるが、同方向には他波長対応天体が確認できない。つまり、CO-0.31+0.11内部には20万太陽質量の中間質量ブラックホールが潜んでいる可能性がある。このような重いブラックホールはいずれ中心核巨大ブラックホールへと落ち込み合体することで、中心核の成長に寄与することが期待される。

我们对去年使用夏威夷詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜进行的分子谱线观测获得的数据进行了分析。结果，我们发现了两个独特的分子云（小型、高速致密云），距离银河系核心人马座 A* 约 10 pc，其直径很小，约为 1 秒差距，但速度范围异常宽。根据它们的形状、运动和动能，以及它们不伴随其他波长兼容物体的事实，它们被解释为是由高速进入分子云的恒星质量黑洞形成的。这是第一个观测表明多个黑洞在星系核心附近飞行。理论上，据预测，我们的银河系中有 1 亿至 10 亿个黑洞，其中大部分被认为是黑暗且孤立的。事实证明，这种孤立的黑洞可以作为高速分子云被探测到，例如小型高速致密云。此外，我们新发现了一个高速致密云CO-0.31+0.11，它表现出不寻常的运动，距离人马座A*约45秒差距。即使在高速致密云中，CO-0.31+0.11的速度范围也非常大，并且具有巨大的动能。他们发现，这种运动可以用围绕 200,000 个太阳质量的质点的开普勒运动来很好地解释。根据这个模型，200,000 个太阳质量集中在小于 0.1 秒差距的区域。引力源的候选者包括致密的大质量星团或重的中等质量黑洞，但在同一方向上尚未确认具有其他波长的天文物体。换句话说，CO-0.31+0.11内部可能潜伏着一个20万太阳质量的中等质量黑洞。预计如此重的黑洞最终将落入中央超大质量黑洞并合并，从而促进中央核心的生长。