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COE 外国出張報告会 C0167

COE 外国出張報告会 C0167. 宇宙物理学教室　 D2 　木内　学. 活動銀河核に関する研究テーマを大きく 8 つの分けて、会議は行われた 講演者数は 200 人程度　（ 20 カ国　中国、アメリカ、日本、ドイツ、イタリア、フランス、、、 ). AGN は、銀河中心にある巨大ブラックホール ( 質量は太陽質量の 10 6-9 倍 ) にガスが落ち込んで光っているもの 光っている領域のサイズは、 0.1pc~ 銀河のサイズの 1/10 4 程度に過ぎない 光度は母銀河の 100 倍程度

shamus
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Presentation Transcript

  1. COE外国出張報告会C0167 宇宙物理学教室　D2　木内　学

  2. 活動銀河核に関する研究テーマを大きく8つの分けて、会議は行われた活動銀河核に関する研究テーマを大きく8つの分けて、会議は行われた 講演者数は200人程度　（20カ国　中国、アメリカ、日本、ドイツ、イタリア、フランス、、、)

  3. AGNは、銀河中心にある巨大ブラックホール(質量は太陽質量の106-9 倍)にガスが落ち込んで光っているもの 光っている領域のサイズは、0.1pc~銀河のサイズの1/104程度に過ぎない 光度は母銀河の100倍程度 ガスの降着によってブラックホールは成長し、降着が終わるとAGNは光らない巨大なブラックホールになる 活動銀河中心核(Active Galactic Nuclei; AGN)

  4. 1型 核光を直接観ている 探しやすい(可視光のカラーだけで、だいたい普通の銀河と区別が付く) 中心核付近の情報が得られる 2型 トーラスを通して中心核を観ているので、核光は減光される 探しにくい(銀河と見分けるためには、分光観測してスペクトルを調べる必要) 中心核付近の情報が分からない 1型AGNと2型AGN 1型 AGNs　　　　　中心核を直接観測 2型 AGNs　　　中心核はトーラスで減光される

  5. AGNと銀河 普通の銀河 銀河 ＋ AGNs (成長中のBH) 銀河 ＋ BH 進化

  6. 近傍宇宙では、 中心核BHの質量と母銀河のバルジ(楕円銀河全体、および円盤銀河で星が球状に分布している領域)の星光度(星質量)には相関がある バルジの成長(星形成)とBHの成長には、強い繋がりがあるかもしれない 母銀河と中心核ブラックホール

  7. 星形成 vs. 中心核BHの成長 • 宇宙論的な時間スケールでみると、銀の平均的な星形成率と平均的なBHへの質量降着率の赤方偏移依存性は似ている 星形成率 ×4000 BHへの質量降着率 117億年 77億年 赤方偏移

  8. 母銀河と中心核ブラックホールの形成進化過程のリンク母銀河と中心核ブラックホールの形成進化過程のリンク • 中心核BHの成長に伴って、母銀河(特にバルジ成分)で星が形成されている？ • 現状ではよくわからない • そのメカニズムは？ • 現状ではよくわからない

  9. Hard X-ray Selected Type-2 Active Galactic Nuclei at Intermediate Redshifts(ポスター講演)G., Kiuchi, K., Ohta, M., Akiyama, K., Aoki, Y., Ueda

  10. 研究の目的 • 実際にBHと銀河(バルジ)は、共に成長しているという観測的証拠を掴むこと • 近傍宇宙にいる銀河より若く、ブラックホールが成長中であるAGNs(赤方偏移の大きいAGNｓ)に対して、BH質量とバルジ光度の相関を調べ、 • 近傍宇宙のBH質量－バルジ光度の関係と比較する

  11. サンプルは？ • 赤方偏移の大きい(～年齢が若い)AGNｓが良い • 母銀河が調べやすいAGNｓが良い

  12. 1型 AGN • 探しやすい1型を使って、AGN母銀河の研究はされてきた • 1型AGNは、母銀河より100倍程度明るい • AGNが光っているサイズは、銀河のサイズに比べて極めて小さい • AGN母銀河の光度を調べる事は、非常に困難である 1型AGNのラディアルプロファイルの例　(Dunlop et al. 2003)

  13. 2型 AGN • 可視光探査(撮像観測)では2型を探すのは極めて困難 • しかし、2型AGNの核光は、可視光では大きく減光されるので、可視光では母銀河が調べやすいという利点がある

  14. 硬X線で選択されたAGNs • 硬X線の放射源はほぼAGN。(質量降着している星質量程度のBHからも硬X線は放射されるが、その割合は小さい) • ガスやダストに対して透過力の強い硬X線での観測ならば、1型にバイアスが掛からずにAGNを探せる • X線で選出された2型AGNのサンプルは、母銀河の光度を調べるのに適している • We utilize two hard X-ray(> 2 keV) selected samples • Akiyama et al. (2000) & Akiyama et al. (2003) (硬X線源の分光観測をして、AGNの同定をした) • 15 Targets at intermediate redshift(~35億年前の宇宙)

  15. 観測 (撮像観測) • 2004年4月と12月、及び、2005年5月 • ハワイ大学の 2.2m望遠鏡を使用した • seeing(角分解能); FWHM~1.3”(3kpc@z~0.3、2型の母銀河を調べるには十分な分解能) • 観測波長帯はRバンド • (~6000Å→静止系で~4600Å)

  16. 2型 AGNsのイメージ • 明るい核光が周囲のトーラスに遮られているため(可視光)、母銀河がよくわかる

  17. 母銀河の光度の推定 • モデルフィッティングから、バルジ光度を推定 • 中心核の寄与は極めて小さいため、バルジ光度が推定しやすい バルジ 中心核

  18. X線光度(∝AGN光度)とバルジ成分の光度には相関があるX線光度(∝AGN光度)とバルジ成分の光度には相関がある AGN光度は、だいたいBH質量に比例する。 赤方偏移~0.3で既にBH質量とバルジ光度には相関関係がある。 バルジ成分の光度

  19. Eddington 光度 • λは、AGN光度などに対する依存性は大きくない • λがわかれば、AGNの光度からBH質量が推定できる ガス 輻射

  20. λの推定 • 1型AGNならば、スペクトルからBH質量を推定できる • ASCAソースの1型AGNの場合、<λ> = 0.24 • このλで、2型AGNのBH質量を推定できる

  21. BH質量 vs. スフェロイド光度 BH質量 • z=0の関係とほぼ一致 At 赤方偏移 ~ 0.3 (our work) At 赤方偏移 ~ 0

  22. まとめ • 35億年前に既に、BH質量とバルジ光度には相関がある • しかも、それは現在の宇宙における相関関係とほぼ等しい • 1型AGNの高分解能観測から得られた結果とほぼ一致する • 今後は、 • より遠方のAGNをサンプルとし、形成段階でBH質量と銀河の光度(質量)の相関関係を調べていく必要がある • BHへの質量降着率と母銀河の星形成率の関係を調べる必要がある

  23. R~(λL5100A)

  24. 活動銀河中心核(Active Galactic Nuclei; AGN)

  25. Redshift vs. Lx 35億年 57億年 赤方偏移

  26. 可視光観測によるAGNの探し方

  27. AGNと銀河の大きさ • 銀河の大きさ • rhost~5kpc • FWHM~1” @ z~0.3 • AGNの大きさ • rAGN=3rs~1013(M/107Msun) cm~10-5pc • FWHM~10-9” @ z>1 かなり小さい • ハッブル宇宙望遠鏡の分解能 ~0.”04 • 地上の望遠鏡の分解能 ~ 0.”5 – 1.”5 • AGNは分解できない • 完全に銀河からAGNを分離することは不可能

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