Relation between cold gas circulation and AGN feedback in elliptical galaxies

1. 楕円銀河中心ブラックホールにガスが落ちることでブラックホール周囲から膨大なエネルギーが放出されるが、そのメカニズムはよくわかってない。その詳細を調べるために我々銀河系のフェルミバブルに注目した。このバブル生成は銀河系中心のブラックホールによる大規模エネルギー注入に起因すると考えられている。本研究では、X線ガスの密度、温度、衝撃年齢のプロファイルを組み合わせることで、エネルギー注入のメカニズムを見分けることができることを明らかにした。そこで数値シミュレーションの結果を観測と比較することで、バブルはブラックホールからの高速風によって作られたことを示した。風の速さは ~1000 km/s で、10^7年間吹き続けたと考えられる。風の質量フラックスが大きいので、星間雲の巻き込みが必要であると考えられる。楕円銀河でも同様なことが起きている可能性が高いと思われる。2. 楕円銀河ではしばしば超新星が爆発する。そこで加速された宇宙線は星間物質中に拡散することで、楕円銀河の進化に大きな影響を与える。その効果を調べるために近傍の超新星残骸 RX J1713.7-3946 からの宇宙線ガンマ線に注目した。まず解析モデルを用いて、周辺の宇宙線の分布を計算した。超新星残骸は2相の星間物質と相互作用していると仮定し、高密度のガス塊は、希薄な星間物質で囲まれているとした。その結果、陽子によって生成されたπ0崩壊ガンマ線は ~TeV にピークを持つ観測ガンマ線スペクトルを再現することが分かった。さらに星間物質柱密度、X線表面輝度、ガンマ線表面輝度の観測を組み合わせることで、星間物質や宇宙線の空間分布を３次元的に調べられることを示した。

1. 楕円銀河中心ブラックホールにガスが落ちることでブラックホール周囲から膨大なエネルギーが放出されるが、そのメカニズムはよくわかってない。その詳細を調べるために我々銀河系のフェルミバブルに注目した。このバブル生成は銀河系中心のブラックホールによる大規模エネルギー注入に起因すると考えられている。本研究では、X線ガスの密度、温度、衝撃年齢のプロファイルを組み合わせることで、エネルギー注入のメカニズムを見分けることができることを明らかにした。そこで数値シミュレーションの結果を観測と比較することで、バブルはブラックホールからの高速風によって作られたことを示した。風の速さは ~1000 km/s で、10^7年間吹き続けたと考えられる。風の質量フラックスが大きいので、星間雲の巻き込みが必要であると考えられる。楕円銀河でも同様なことが起きている可能性が高いと思われる。2. 楕円銀河ではしばしば超新星が爆発する。そこで加速された宇宙線は星間物質中に拡散することで、楕円銀河の進化に大きな影響を与える。その効果を調べるために近傍の超新星残骸 RX J1713.7-3946 からの宇宙線ガンマ線に注目した。まず解析モデルを用いて、周辺の宇宙線の分布を計算した。超新星残骸は2相の星間物質と相互作用していると仮定し、高密度のガス塊は、希薄な星間物質で囲まれているとした。その結果、陽子によって生成されたπ0崩壊ガンマ線は ~TeV にピークを持つ観測ガンマ線スペクトルを再現することが分かった。さらに星間物質柱密度、X線表面輝度、ガンマ線表面輝度の観測を組み合わせることで、星間物質や宇宙線の空間分布を３次元的に調べられることを示した。