Probing Intermediate-mass Black Holes in the Galactic Center with the Observations of High-Velocity Compact Clouds

通过观测高速致密云来探测银河系中心的中等质量黑洞

• 批准号: 19K14768
• 负责人: 竹川 俊也
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kanagawa University (2020-2022)National Astronomical Observatory of Japan (2019)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K14768/
• 关键词: 銀河系中心; 分子雲; 中間質量ブラックホール; 星団

本年度は、高速度コンパクト雲HCN-0.044-0.009およびHCN-0.085-0.094方向に発見された2つの超小型高速度コンパクト雲UCC1およびUCC2について、さらに観測・解析を推し進めた。これらUCCは、これまでに発見されている高速度コンパクト雲と同程度の速度幅(~50 km/s)を有する一方で、これまでに行なったALMA観測(1秒角分解能)においても空間分解はできておらず、その視直径は0.04 pc以下と極めて小さい。ALMA cycle 8において、空間分解能0.3秒角(銀河系中心において~0.01 pcに相当)の分子スペクトル線によるイメージング観測実施し、UCCの空間分解および運動・物理状態の把握を試みた。観測の結果、これら2つのUCCは極めてコンパクト(視直径~0.02-0.03 pc)な球形状の実態を有し、非常に急峻な速度勾配を示すことがわかった。特にUCC1については、様々な分子スペクトル線が有意に検出され、CS J=7-6およびJ=5-4輝線強度を用いた解析から、周囲の分子ガスに比べとりわけ高温かつ高密度であることがわかった。また、SiO J=6-5が強く検出されることから、強い衝撃波の影響を受けていることが示唆された。さらに、詳細な運動解析の結果、UCCの位置-速度構造は、点状重力源周りの回転運動で説明可能なことがわかった。想定される点状重力源の質量は~500-1000太陽質量であり、当該方向に他波長域に対応天体が検出されないことから、UCCはこれまでに銀河系内では報告例のない、比較的軽めの中間質量ブラックホールの可能性が示唆された。加えて、野辺山45m電波望遠鏡の観測時間を購入し、銀河系中心領域の分子スペクトル線広域サーベイデータの拡充を行なった。

今年，我们进一步促进了两种超紧凑型高速云UCC1和UCC2的观察结果，并在HCN-0.044-0.009和HCN-0.085-0.094的方向上发现。尽管这些UCC的速度宽度（〜50 km/s）类似于到目前为止发现的高速紧凑型云，但还没有实现ALMA观测值（1个ARC第二分辨率）的空间分辨率，并且其视觉直径非常小，在0.04 PC或更少。在ALMA周期8中，使用分子光谱线进行成像观察，其空间分辨率为0.3弧秒（对应于银河系中心的〜0.01 PC），并试图在空间上解析UCC并掌握运动和物理状态。观察结果表明，这两个UCC的球体形状极为紧凑（视直径〜0.02-0.03 PC），并且表现出非常陡峭的速度梯度。特别是，对于UCC1，可以显着检测到各种分子光谱线，并使用CS J = 7-6和J = 5-4发射线强度分析表明，温度特别高，密度高于周围的分子气体。此外，强烈检测到SIO J = 6-5，这表明它受强冲击波的影响。此外，详细的运动分析表明，UCC的位置 - 速度结构可以通过围绕点样重力源的旋转运动来解释。点状的重力源的预期质量为〜500-1000个太阳能，并且在这个方向上没有检测到与其他波长相对应的天体，这表明UCC是一个相对较轻的中间质量黑洞，在银河系中从未报道过。此外，观察时间是从Nobeyama 4500万射电望远镜中购买的，中央银河区域的广泛的调查数据扩大了。

项目成果

野辺山45m鏡による銀河系中心分子層の全面イメージング観測

使用Nobeyama 45m镜对星系中心分子层进行全尺寸成像观测

• 发表时间: 2020
• 作者: 竹川俊也;辻元志保;岡 朋治;岩田悠平;横塚弘樹;渡邉裕人;中川原崚介;宇留野麻香;西山苑実;金子美由起
• 通讯作者: 金子美由起

Ultra-compact clumps with extremely broad velocity widths in the Galactic center

银河系中心具有极宽速度宽度的超紧凑团块

• 发表时间: 2023
• 作者: Shunya Takekawa;Tomoharu Oka;Miyuki Kaneko;Yuhei Iwata
• 通讯作者: Yuhei Iwata

Time Variations in the Flux Density of Sgr A* at 230 GHz Detected with ALMA

使用 ALMA 检测 230 GHz 时 Sgr A* 磁通密度的时间变化

• DOI: 10.3847/2041-8213/ab800d
• 发表时间: 2020
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Iwata Yuhei;Oka Tomoharu;Tsuboi Masato;Miyoshi Makoto;Takekawa Shunya
• 通讯作者: Takekawa Shunya

銀河系中心領域に発見された中間質量ブラックホールの痕跡

在银河系中心区域发现的中等质量黑洞的痕迹

• 发表时间: 2019
• 作者: 竹川俊也;辻本志保;岡 朋治;岩田悠平;渡邉裕人;中川原崚介;横塚弘樹;宇留野麻香;長谷川哲夫;鳥居和史;坪井昌人;竹川俊也;竹川俊也
• 通讯作者: 竹川俊也

銀河系中心領域の特異分子雲

银河系中心区域的奇特分子云

• 发表时间: 2020
• 作者: Shiho Tsujimoto;Tomoharu Oka;Hiroki Yokozuka;Miyuki Kaneko;Yuto Watanabe Ryosuke Nakagawara;Asaka Uruno;Sonomi Nishiyama;Rei Enokiya;Yuhei Iwata;竹川俊也
• 通讯作者: 竹川俊也