Study on the foot-point structure of black hole jets and the jet driven mechanism through polarimetric transfer calculations

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EHTによる楕円銀河M87の中心にある巨大ブラックホールの影の撮影画像が世界に配信されたのに続き、天の川銀河中心の巨大ブラックホールの画像も発表された。こうしたブラックホールの撮像研究の進展をふまえわれわれは、(1)ブラックホールジェットの駆動機構の解明、(2)ブラックホール降着流の構造変動、(3)高光度降着流ダイナミクスの解明に取り組んでいる。(1)一般相対論的磁気流体シミュレーションデータを用い、一般相対論的輻射輸送シミュレーション計算を実行してブラックホール近傍領域の電波放射マップおよび直線・円偏波画像を作成した。その結果、先に示した「直線偏光と円偏光の強度分布が、それぞれ放射全強度に対してジェット下流側と上流側に分離する」という特徴がじつは電波の波長や降着率に依存することを見出した。(2)上記解析を異なる時間のスナップショットを元に計算したところ、定性的な違いはないものの、定量的には時間ごとにばらつくことがわかった。また、同じジェット構造をみる角度をかえて計算してみたところ、画像は大きく変化した。これはジェット噴出方向がふらつくと、観測画像も変動することを示唆する。(3)従来より降着ガスの初期角運動量やシミュレーションボックスを大きくとって超臨界降着流が生み出すアウトフローの輻射流体シミュレーションを実行している。今回、ブラックホール質量や質量降着率を変えて計算してみたところ、運動論的光度が、質量降着率の1.7乗から2.7乗に比例して、降着率上昇とともに激しく上昇することを見出した。並行して、アウトフローを生み出す母体となる「温かいコロナ」モデルの構築も行った。その結果、大質量ブラックホールの周りの（吸収に対し）散乱が卓越する円盤では、熱いコロナ（温度～十億度）と活動銀河核降着円盤（～数十万度）の中間温度（約百万度）の表層が自然に形成されることがわかった。