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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

基本信息

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

项目摘要

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。

In the center of the Milky Way, the light is emitted (active galactic nucleus), the speed of light is near the speed of light (relative speed), and the ejected matter is injected into the Milky Way. The purpose of this study is to investigate the radiation structure of the material injection mechanism, to reconstruct the radiation structure, and to clarify the radiation structure. This year, we will independently construct the results of the general phase theory, including the approximate analytical solution of the magnetic field, the radiation transport calculation, and the radiation transport calculation. Co-researcher Tomozo Kawashima of the University of Tokyo has developed a multi-wavelength radiation transport calculation for general phase theory. As a result of the calculation, Event Horizon Telescope shows that the distance between the center of the M87 Galaxy and the radius of the galaxy is about 10 mm, and the radial structure of the galaxy is formed. The probability of quality estimation is different. The radiation structure of the characteristic drop type appears in the sky. The possibility of deriving the velocity distribution of the radio waves from the distance is shown. The radius of the cylinder is about 40 mm. The possibility of solving the problem of magnetohydrodynamic effect and time variation is discussed. In this study, the relationship between the distribution of materials and the radiation structure in the vicinity of the site is discussed. The material injection mechanism of this paper is very important.