Clarification of the Magnetically Driven Mechanism of AGN Jets: Prediction of Polarization Images through Radiative Transfer Calculation

阐明活动星系核喷流的磁驱动机制：通过辐射传输计算预测偏振图像

• 批准号: 20J22986
• 负责人: 恒任 優
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 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 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J22986/
• 关键词: ブラックホール; 活動銀河核ジェット; 一般相対性理論; 輻射輸送; 偏光; 磁場; 数値シミュレーション; 偏波

これまで進めてきた研究で我々は、M87とSgr A*という近傍の銀河中心天体におけるブラックホールとその周囲のプラズマ流の特性が偏光画像に色濃く反映されることを提示した。特にこれら2天体を分つ、大規模ジェットの有無という相違点が、シンクロトロン放射領域の違いにより円偏光成分の符号に定性的に異なる画像特徴をもたらすことがわかった。我々はこれらの結果を応用し、直線偏光・円偏光成分の画像上分布とプラズマジェット特性との関係を、より現実的な3次元モデルを用い定量的に調べた。その結果として、直線偏光成分が観測者に近いアプローチングジェットの下流側で強いのに対して、円偏光成分は観測者から遠いカウンタージェット側で明るいことがわかった。さらに我々は典型的パラメータにおけるこの結果を考えられる多様なモデルパラメータへと拡張して調べ、この「直線・円偏光成分のジェットに沿った分離」という結果が、降着円盤領域における陽子―電子温度比が大きい場合に特有であること、並びに分離が長波長画像や高降着率モデルにおいてより大きくなることを明らかにした。これらの結果は、ブラックホール最内縁部におけるプラズマ降着とジェット生成という問題に、偏光観測を通じた解決策を投じるものである。さらに我々はパラメータ範囲を広げ、M87やSgr A*のみならず種々の活動銀河核天体を念頭とし、様々な観測角度から見た際の偏光特徴を調べた。結果、上の分離をはじめとする特性が角度に応じて滑らかに変化しつつ多様な特徴を示すことがわかり、偏光観測が活動銀河核およびジェットの統一描像の実現につながることを提示した。我々はこれらの成果を論文にまとめ査読誌に投稿し、受理された。また成果を宣伝するため、国内外の各地の研究会に参加し、研究発表と議論を行った。さらに大学院における研究の集大成として、すべての成果を博士論文にまとめ受理された。

在我们进行的研究中，我们已经介绍了附近银河中心体内M87和SGR A*的黑洞和周围等离子体流的特征在极化图像中强烈反映。特别是，发现这两个对象之间的差异在存在或不存在大规模喷射的方面，由于同步辐射区域的差异而导致圆形偏振光组件代码的质量不同的图像特征。我们使用这些结果应用了这些结果，以使用更现实的三维模型来定量研究线性极化和圆极化组件的图像分布与等离子射流性能之间的关系。结果表明，线性极化的成分在接近观察者的接近射流的下游是强的，而圆形极化的组件在远离观察者的反喷射侧亮。此外，我们研究了典型参数的这一结果，以分为各种可能的模型参数，表明“线性和圆形极化成分沿喷气机的分离”的结果是积聚磁盘区域中大型质子电子温度比独有的，并且在长波长图像和高积聚速率模型中，分离较大。这些结果通过极化观察到黑洞最内向边缘的等离子体积聚和喷气生成问题的问题提出了解决方案。此外，我们扩大了参数的范围，并研究了从各种观察角度观察的极化特性，不仅是M87和SGR A*，而且还具有各种活跃的银河系核体。结果，我们发现上述分离和其他特征表现出各种特征，这些特征取决于角度，并且极化观察结果导致实现了活跃银河系核和喷气机的统一图像。我们将这些结果汇编成论文，并将其提交给同行评审期刊并收到。为了促进结果，他们还在国内和国际上参与了研究小组，提出研究并讨论了研究。此外，作为研究生研究的高潮，所有结果都汇编成博士学位论文并被接受。

项目成果

銀河系中心Sgr A*の偏光画像から探る磁場構造、および活動銀河核ジェット駆動機構解明へのシナジー

从银河系中心Sgr A*的偏振图像探索磁场结构及其协同作用，阐明活动星系核的喷流驱动机制

• 发表时间: 2022
• 作者: K. Okumura;F. Bonnet;Y. Tamura;X. Defago;恒任 優
• 通讯作者: 恒任 優

Linear and Circular Polarization Images and the Jet-Disk Structure in M87

线偏振和圆偏振图像以及 M87 中的喷射盘结构

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuma Sakurai;Yuzuru Ikeda;Yuh Tsunetoe
• 通讯作者: Yuh Tsunetoe

Polarization images around the supermassive black holes: Imprints of the magnetic field structure

超大质量黑洞周围的偏振图像：磁场结构的印记

• 发表时间: 2021
• 作者: Miku Tazaki;Soma Sugano;Ryo Nitta;Mayumi Ohba;Shusuke Takahashi;Shin-ichi Tanabe;上野健祥・福原智・澁田靖;奥村 圭祐;Yuh Tsunetoe
• 通讯作者: Yuh Tsunetoe

Linear and Circular Polarization Images near Black Holes: Imprints of the Magnetic Fields Structure

黑洞附近的线偏振和圆偏振图像：磁场结构的印记

• 发表时间: 2021
• 作者: 櫻井裕真;池田 譲;Yuh Tsunetoe
• 通讯作者: Yuh Tsunetoe

偏光画像の理論予測で探る、ブラックホール直近領域のジェット駆動磁場・プラズマ構造

利用偏振光图像的理论预测探索黑洞附近的喷射驱动磁场和等离子体结构

• 发表时间: 2021
• 作者: Suzuki Takumi;Iwabuchi Nozomu;Tokuda Ryosuke;Matsumoto Oki;Yoshida Tetsuya;Nishikawa Masanobu;Maejima Kensaku;Namba Shigetou;Yamaji Yasuyuki;大須賀脩介・上野健祥・澁田靖;恒任 優
• 通讯作者: 恒任 優