クェーサースペクトルの宇宙論的進化と銀河形成

类星体光谱的宇宙演化和星系形成

• 批准号: 01F00020
• 负责人: 嶺重 慎
• 金额: $ 1.41万
• 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: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01F00020/
• 关键词: ブラックホール; アクリーションディスク; コロナ; 熱伝導; X線放射; コンプトン散乱; 宇宙論; クェーサー

クェーサーの数密度は、赤方偏移z〜2あたりから現在に至るまで急激に減少しており、また宇宙全体の星形成率も同様の進化を遂げていることが、近年の観測的研究の進展により明らかになってきた。この謎に取り組むためには、ブラックホール質量と、ガス降着率の関数として、信頼できる多波長スペクトルを計算する必要がある。そこで、初年度で作りあげたアクリーションディスクコロナモデルをもとに、いまだ理解の進んでいないクェーサーの多波長域スペクトル、特にX線からガンマ線に至る高エネルギースペクトルのモデルを今年度は目指した。まずは、初年度のモデルをもとに、ディスク、コロナ、それぞれの物理構造を計算して求めた。すなわち、(1)コロナ全体では磁気リコネクションによる磁気エネルギーの解放とコンプトン散乱が釣り合っており、(2)コロナと彩層との境界層では、コロナからの熱伝導による加熱とエンタルピーフラックス送出による冷却が釣り合っているとして2つの関係式をたて、それぞれの温度、密度を求めた。すると、それぞれの領域における放射スペクトルがモンテカルロ法を用いて計算することができる。こうして求められたそれぞれの領域からの多波長スペクトルは、両者の間の相互作用が完全ではない。すなわち、コロナ放射は一部ディスクに吸収され散乱され、一方でディスク放射はコロナを通って一部吸収・散乱され、残りは出て観測されるというプロセスをきちんと解く必要がある。すると相互作用の結果、ディスク・コロナの構造が最初に仮定したものとは異なってくる。そこで、それぞれの領域の密度、温度を計算し直し、スペクトルを再計算する、という手順を繰り返し、最終的に、密度、温度構造と自己矛盾のないスペクトルを計算することに成功した。ところで初年度の研究により、系の光度が比較的大きいとき(エディントン光度の数%以上の明るさのとき)、強いコロナが形成される場合と、あまりコロナが発達しない場合と、二つのケースがあることが判明した。今年度の計算により、前者はハードステートとして知られる、べき型スペクトルが卓越する状態、後者はソフトステートとして知られる、プランク型スペクトルが実現する状態にそれぞれ対応することが明らかになり、観測をみごとに説明することができた。なお、現実の観測スペクトルのフィッティングは今後の課題として残されている。

ク ェ ー サ ー の number density は, red square deviation z ~ 2 あ た り か ら に now to る ま で nasty shock に reduce し て お り, ま た cosmic も all の star formation rate with others の evolution を hence げ て い る こ と が, recent の 観 の developments in research on the measurement of に よ り Ming ら か に な っ て き た. こ の mystery に group take り む た め に は, ブ ラ ッ ク ホ ー ル quality と, ガ ス reduced the rate of の masato number と し て, letter 頼 で き る multiwavelength ス ペ ク ト ル を computing す る necessary が あ る. そ こ で, at the beginning of the annual で り あ げ た ア ク リ ー シ ョ ン デ ィ ス ク コ ロ ナ モ デ ル を も と に, い ま だ understand の into ん で い な い ク ェ ー サ ー の wavelength domain more ス ペ ク ト ル, に X-ray か ら ガ ン に マ line to high る エ ネ ル ギ ー ス ペ ク ト ル の モ デ ル を our は refers し た. ま ず は, at the beginning of year の モ デ ル を も と に, デ ィ ス ク, コ ロ ナ, そ れ ぞ れ の を physical structure calculation し て o め た. す な わ ち, (1) コ ロ ナ all で は magnetic 気 リ コ ネ ク シ ョ ン に よ る magnetic 気 エ ネ ル ギ ー の liberation と コ ン プ ト ン scattered が り fishing or っ て お り, (2) コ ロ ナ と color layer と の boundary layer で は, コ ロ ナ か ら の hot 伝 guide に よ る heating と エ ン タ ル ピ ー フ ラ ッ ク ス send に よ る cooling が り fishing or っ て い る と し て 2 つ の masato Find the equations をたて and それぞれ respectively. For temperature and density, calculate を. す る と, そ れ ぞ れ の field に お け る radiation ス ペ ク ト ル が モ ン テ カ ル を ロ method with い て computing す る こ と が で き る. こ う し て o め ら れ た そ れ ぞ れ の field か ら の multiwavelength ス ペ ク ト ル は, struck の interaction between の が completely で は な い. す な わ ち, コ ロ ナ radiation は a デ ィ ス ク に suction 収 さ れ scattered さ れ, one party で デ ィ ス ク radiation は コ ロ ナ を tong っ て a 収 absorption, scattered さ れ and residual り は out て 観 measuring さ れ る と い う プ ロ セ ス を き ち ん と solution く necessary が あ る. The results of the すると interaction <e:1>, the ディス ディス · コロナ <s:1> construction が initial に仮 determination <s:1> た <s:1> と と と と なってくる is different from なってくる. そ こ で, そ れ ぞ れ の の field density, temperature を calculation し straight し, ス ペ ク ト ル を to calculate す る, と い う hand shun を Qiao り return し と, final に, density, temperature, structure their contradiction の な い ス ペ ク ト ル を computing す る こ と に successful し た. Early と こ ろ で annual の research に よ り, comparison is の luminosity が big き い と き (エ デ ィ ン ト ン photometric の の Ming more than a few % る さ の と き), strong い コ ロ ナ が form さ れ る と, あ ま り コ ロ ナ が 発 da し な と い occasion, two つ の ケ ー ス が あ る こ と が.at し た. Our の computing に よ り, the former は ハ ー ド ス テ ー ト と し て know ら れ る, べ き type ス ペ ク ト ル が excellence す る state, the latter は ソ フ ト ス テ ー ト と し て know ら れ る, プ ラ ン ク type ス ペ ク ト ル が be presently す る state に そ れ ぞ れ 応 seaborne す る こ と が Ming ら か に な り, 観 を み ご と に illustrate す る こ と が で き た. な お, now be の 観 measuring ス ペ ク ト ル の フ ィ ッ テ ィ ン グ は の subject in the future と し て residual さ れ て い る.

项目成果

B.F.Liu, S.Mineshige, K.Shibata: "A simple Model for Magnetic Reconnection Heated Coronae"Astrophys.J.. 572. L173-L176 (2002)

B.F.Liu、S.Mineshige、K.Shibata：“磁重联加热日冕的简单模型”Astrophys.J.. 572. L173-L176 (2002)

B.F.Liu, S.Mineshige, K.Ohsuga: "Spectra from a Magnetic Reconnection Heated Corona in AGN"Astrophys.J.. 587(印刷中). (2003)

B.F.Liu、S.Mineshige、K.Ohsuga：“AGN 中磁重联加热电晕的光谱”Astrophys.J. 587（印刷中）。

B.F.Liu, S.Mineshige, F.Meyer, E.Meyer: "Two-Temperature Coronal Flow above a Thin Disk"Astrophys.J.. 575. 177-122 (2002)

B.F.Liu、S.Mineshige、F.Meyer、E.Meyer：“薄盘上方的双温日冕流”Astrophys.J.. 575. 177-122 (2002)