アウトフロー現象の理論研究と観測との比較で迫る超巨大ブラックホール形成過程の解明

通过流出现象的理论研究和与观测的比较来阐明超大质量黑洞的形成过程

• 批准号: 20K14525
• 负责人: 野村 真理子
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: National Institute of Technology (KOSEN), Kure College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14525/
• 关键词: ブラックホール; アウトフロー; 超臨界降着流; 超巨大ブラックホール; 活動銀河核

ブラックホール降着円盤から噴出する円盤風は，降着円盤から質量を引き抜き，周囲を取り巻くガスに運動量やエネルギーを注入（フィードバックを及ぼす）ことで超巨大ブラックホールの形成過程および銀河との共進化に影響を及ぼしていると考えられる．しかしながら，その具体的な解明には至っていない．特に，エディントン限界を超えた降着率（超臨界降着流）を示すブラックホール天体は，超巨大ブラックホールの成長を解明する上で重要である．将来的には降着率の大きく異なる降着流+円盤風を単一の数値計算コードで扱うことを前提に，本年度は，超臨界降着流を持つ恒星質量ブラックホールに着目した研究をおこなった．具体的には，活動銀河核（大質量ブラックホール+降着円盤）におけるラインフォース（金属元素が紫外光を束縛-束縛遷移吸収する際に受ける輻射力）駆動型円盤風の輻射流体シミュレーション（Nomura et al. 2020, 2021）を10太陽質量のブラックホール周囲の超臨界降着流の遠方領域に適用し，ラインフォースによって駆動される円盤風を調べた．その結果，質量降着率がエディントン限界の~100倍以上の場合，速度~1000 km/sのラインフォース駆動型円盤風が発生することがわかった．ただし，その質量放出率は降着率の~1%であり，ブラックホール近傍への超臨界降着を妨げないこともわかった．本結果は日本天文学会2023年春季年会において報告した．また，流体力学シミュレーションと並行して，ガス圧の効果を無視して計算コストを削減した流線の運動方程式を解く手法についても共同研究を進め，より現実的な初期条件や相対論的効果を考慮した新しい研究成果を公表した．

The formation process of the super-large disk and the co-evolution of the Milky Way are studied.しかしながら，その具体的な解明には至っていない. In particular, the limit of supercritical degradation rate (supercritical degradation flow) shows that the celestial body, the ultra-large degradation rate of growth, is important. In the future, there will be a large difference in the rate of descent + the value of the disk wind. In this year, the supercritical descent flow will continue to be the star mass. Specific, active galactic nucleus (High quality (Metal elements are subjected to radiation force during UV binding-binding migration absorption) Radiation fluid system of dynamic disk wind (Nomura et al. 2020, 2021). As a result, the mass degradation rate is ~100 times higher than the limit, and the speed is ~1000 km/s. The mass emission rate is ~1% of the supercritical reduction rate. These results will be reported at the 2023 Spring Annual Meeting of the Japanese Astronomical Society. The results of the joint study of fluid dynamics are presented in this paper. The initial conditions of the study and the results of the study are considered.

项目成果

超高速アウトフローの時間変動と周辺環境への影響

超高速外流时间脉动及其对周围环境的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Ken-ichi Tadaki;Akiyoshi Tsujita;Yoichi Tamura;Kotaro Kohno;Bunyo Hatsukade;Daisuke Iono;Minju Lee;Yuichi Matsuda;Tomonari Michiyama;Tohru Nagao;Kouichiro Nakanishi;Yuri Nishimura;Toshiki Saito;Hideki Umehata;Jorge Zavala;榎谷玲依;工藤祐己，和田桂一，野村真理子，川勝望
• 通讯作者: 工藤祐己，和田桂一，野村真理子，川勝望

ダスト昇華半径周辺における輻射駆動アウトフロー

灰尘升华半径周围的辐射驱动流出

• 发表时间: 2021
• 作者: 工藤祐己;和田桂一;川勝望;野村真理子
• 通讯作者: 野村真理子

Radiation hydrodynamics simulations of line-driven AGN disc winds: metallicity dependence and black hole growth

线驱动 AGN 盘风的辐射流体动力学模拟：金属丰度依赖性和黑洞生长

• DOI: 10.1093/mnras/stab2214
• 发表时间: 2021
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: Nomura Mariko;Omukai Kazuyuki;Ohsuga Ken
• 通讯作者: Ohsuga Ken

Radiation hydrodynamic simulations of line-driven disk winds: Metallicity dependence and SMBH growth

线驱动盘风的辐射流体动力学模拟：金属丰度依赖性和SMBH增长

• 发表时间: 2020
• 作者: 谷口琴美;S. Yamada et al.;大橋聡史;野村真理子
• 通讯作者: 野村真理子

銀河中心核でのアウトフロー: ブラックホール進化への影響

银河系核心的流出：对黑洞演化的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Chan James H. H.;Suyu Sherry H.;Sonnenfeld Alessandro;Jaelani Anton T.;More Anupreeta;Yonehara Atsunori;Kubota Yuriko;Coupon Jean;Lee Chien-Hsiu;Oguri Masamune;Rusu Cristian E.;Wong Kenneth C.;野村真理子
• 通讯作者: 野村真理子