活動銀河核ジェットの物質注入機構の解明

阐明活跃星系核喷流的物质注入机制

• 批准号: 20J14537
• 负责人: 荻原 大樹
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: University of Tsukuba (2021)Tohoku University (2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J14537/
• 关键词: 一般相対論; ブラックホール; 電磁流体力学; 相対論的ジェット; 活動銀河核; 輻射輸送

銀河の中心部で明るく光るコア(活動銀河核)から光速に近い速さ(相対論的速度)で噴出するプラズマ流(ジェット)において、噴出物質がどのようにして注入されているのか未だ不明である。本研究の目的は、観測されているジェットの放射構造を理論モデルを用いて再現することによって物質注入機構を明らかにすることである。本年度は、2020年度に独自に構築した一般相対論的効果を含めたブラックホール磁気圏におけるプラズマ流の運動の近似的な解析解モデルをもとに、輻射輸送計算を行うことで、ブラックホール近傍でのジェットの放射イメージを作成した。輻射輸送計算には共同研究者である東京大学川島朋尚研究員が開発した一般相対論的多波長輻射輸送計算コードRAIKOUを用いた。計算の結果、Event Horizon TelescopeがM87銀河中心ブラックホールの近傍約10シュバルツシルト半径で観測したリング状の放射構造が、ジェットからの放射のみでも形成されることを示された。これは、従来の解釈とは異なるものであり、ブラックホール質量の推定に影響を与える可能性がある。また、リング周辺には、特徴的な滴型の放射構造が現れることを明らかにした。これは、観測者から遠ざかるジェットによって作り出されるものであり、電波イメージからジェット速度分布を導出できる可能性を示唆するものである。ブラックホールから約40シュバルツシルト半径以遠の距離で観測されているlimb-brightened構造を再現することはできなかったが、磁気流体力学効果や時間変動の効果を組み込むことで解決できる可能性がある。本研究により、ブラックホール近傍の物質分布と放射構造の関係性を明らかにすることができた。これはジェットの物質注入機構を明らかにするための重要な成果である。

Galactic center の で Ming る く light る コ ア (active galactic nuclei) か ら light に nearly さ い speed (the speed of phase theory of seaborne) で overflowing す る プ ラ ズ マ flow (ジ ェ ッ ト) に お い て, gushing material が ど の よ う に し て injection さ れ て い る の か not unknown だ で あ る. Purpose this study の は, 観 さ れ て い る ジ ェ ッ ト の radiation theory of tectonic を モ デ ル を with い て reappearance す る こ と に よ っ て material into institutions を Ming ら か に す る こ と で あ る. は this year alone, 2020 annual に に build し た general theory of seaborne services fruit contains を め た ブ ラ ッ ク ホ ー ル magnetic 気 sha-lu に お け る プ ラ ズ の マ flow の approximate analytical solutions な モ デ ル を も と に, radiation transmission line calculation を う こ と で, ブ ラ ッ ク ホ ー ル nearly alongside で の ジ ェ ッ ト の radiation イ メ ー ジ を made し た. Radiation transport calculation に に co-researcher である Researcher Tomoyuka Kawashima of the University of Tokyo が developed た た general relativity multi-wavelength radiation transport calculation コ ド ドRAIKOUを used に た. Computing の results, the Event Horizon Telescope が M87 galaxy center ブ ラ ッ ク ホ ー ル の nearly alongside about 10 シ ュ バ ル ツ シ ル ト radius で 観 measuring し た リ ン グ shape の radiation structure が, ジ ェ ッ ト か ら の radiation の み で も form さ れ る こ と を shown さ れ た. こ れ は, 従 の solution 釈 と は different な る も の で あ り, ブ ラ ッ ク ホ ー ル quality の presumption に influence を and え る possibility が あ る. ま た, リ ン グ weeks 辺 に は radiation structure, special type 徴 な drop の が now れ る こ と を Ming ら か に し た. こ れ は, 観 subjects か ら far ざ か る ジ ェ ッ ト に よ っ て as り out さ れ る も の で あ り, waves イ メ ー ジ か ら ジ ェ ッ ト velocity distribution を export で き を る possibility in stopping す る も の で あ る. ブ ラ ッ ク ホ ー ル か ら about 40 シ ュ バ ル ツ シ ル ト radius far distance の で 観 measuring さ れ て い る limb - brightened tectonic を reappearance す る こ と は で き な か っ た が, magnetic 気 fluid mechanics working fruit や time - move の unseen fruit を group み 込 む こ と で solve で き る possibility が あ る. This study に よ り, ブ ラ ッ ク ホ ー ル nearly alongside の material distribution と radiation structure の masato sex を and Ming ら か に す る こ と が で き た. The <s:1> れ ジェット ジェット ジェット である of the substance injection institution has achieved important な results である.

项目成果

New way to obtain approximate solutions of black hole magnetospheres

获得黑洞磁层近似解的新方法

• 发表时间: 2021
• 作者: Taiki OGIHARA;Takumi OGAWA;Kenji TOMA
• 通讯作者: Kenji TOMA

Matter Density Distribution of General Relativistic Highly Magnetized Jets Driven by Black Holes

• DOI: 10.3847/1538-4357/abe61b
• 发表时间: 2021-02
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Taiki Ogihara;Takumi Ogawa;K. Toma

Semi-analytic GRMHD solutions for black hole magnetospheres of AGN jets

AGN 喷流黑洞磁层的半解析 GRMHD 解

• 发表时间: 2021
• 作者: Taiki OGIHARA;Kenji TOMA
• 通讯作者: Kenji TOMA

Matter density distribution of GRMHD jets driven by black holes

黑洞驱动的GRMHD喷流的物质密度分布

• 发表时间: 2021
• 作者: Taiki OGIHARA;Takumi OGAWA;Kenji TOMA
• 通讯作者: Kenji TOMA

一般相対論的MHDモデルで探る活動銀河核ジェットの物質密度分布

使用广义相对论 MHD 模型探索活跃星系核喷流的物质密度分布

• 发表时间: 2020
• 作者: 荻原大樹;小川拓未;當真賢二
• 通讯作者: 當真賢二