巨大ブラックホールと活動銀河核

2020年代の光赤外天文学
巨大ブラックホールと活動銀河核
松岡良樹（国立天文台）
on behalf of
「巨大ブラックホールと活動銀河核」サイエンス検討班
「巨大ブラックホールと活動銀河核」班
✴ 秋山正幸（東北大学）
✴ 今西昌俊（国立天文台ハワイ観測所）
✴ 大須賀健（国立天文台理論部）
✴ 鮫島寛明（京都産業大学）
✴ 長尾透（編集委員；愛媛大学）
✴ 松岡健太（京都大学）
✴ 松岡良樹（班長；国立天文台）
✴ 三澤透（信州大学）
✴ 諸隈智貴（東京大学）
3.4 巨大ブラックホールと活動銀河核
3.4.1 今後の方向性
「巨大ブラックホールの誕生と進化、活動銀河核の正体と発現・消失、
それら全てが銀河宇宙の中で果たした役割を統一的に理解する。」
そのために３つの柱（疑問）を中心として研究を進める。
3.4.2 活動銀河核の諸構造 (活動銀河核とは何か？)
巨大ブラックホールの質量; 電離ガスの構造; 分子・塵遮蔽体（トーラ
ス）の構造; ジェットの起源と性質
3.4.3 母銀河との関わり (銀河宇宙で果たした役割とは？)
星形成活動との相互関係; 銀河バルジとの質量相関（MBH - σstar関係）
の形成と進化; 星間空間の力学構造; 塵に埋もれた巨大ブラックホール
成長の現場
3.4.4 巨大ブラックホールの宇宙論的進化 (その成り立ちは？)
巨大ブラックホールの誕生; ゼロ金属量クエーサー; 中間質量ブラック
ホールの存在と性質; BH質量・エディントン比関数の進化; 光度時間
変動を伴うブラックホール活動
Selected topics
3.4.2 活動銀河核の諸構造：巨大ブラックホールの精密質量測定と、電離ガスの物理
（30m級望遠鏡 TMT, 広視野撮像・分光探査 HSC + PFS,
分光モニタ観測 TAO, Kyoto 3.8m, 高感度偏光分光）
3.4.3 母銀河との関わり：母銀河との共進化、塵に覆われた進化の現場
（スペース中間・遠赤外線装置 SPICA, 30m級望遠鏡 TMT）
3.4.4 巨大ブラックホールの宇宙論的進化：巨大BHの誕生と宇宙論的進化
（広視野撮像・分光探査 HSC + PFS, 30m級望遠鏡 TMT,
スペース広視野近赤外線装置 WISH, WFIRST）
3.4.2 活動銀河核の諸構造：巨大ブラックホールの精密質量測定と、電離ガスの物理
巨大ブラックホールの力学的質量測定
速度分解反響マッピング
Bentz+09
現在の10m望遠鏡で力学的BH質量測定が可能な活動銀河NGC
4151。RM的BH質量と力学的BH質量は矛盾しない（e.g.,
Onken et al. 2014, ApJ, 791, 37）。
circular Kepler free-fall inﬂow constant accelerated outﬂow
✶ 4m級望遠鏡による分光モニタ観測
✶ 30m級望遠鏡による質量測定の精密化、
→ 電離ガス領域 (BLR)の物理・正体の理解
また近傍AGNに対する力学的なBH質量測
定が初めて可能となる。
→ f 因子の較正
→ f 因子の較正
→ 遠方でのsingle-epoch法の信頼性向上
✶ 8m級望遠鏡による広視野撮像・分光探査
→ BH質量測定の精密化
特にSWIMS-MOSを持つTAO, 面分光装置を
持つKyoto 3.8mなどの大学望遠鏡が魅力的
✶ 30m級望遠鏡による偏光分光観測
3.4.3 母銀河との関わり：母銀河との共進化、塵に覆われた進化の現場
MBH - σstar関係の形成と進化
母銀河の星形成と活動銀河核の関係性
あかり
Schramm+13
Herschel
Matsuoka+15
→ 次世代スペース赤外線衛星による広視野＋高感度探査
AGN
→ 8m級望遠鏡の撮像・分光探査による
多様な活動銀河核の発見
→ 30m級望遠鏡による追観測
塵に覆われた進化の現場
→ スペース中間赤外線観測により、
宇宙の星形成最盛期で塵に覆われた
進化の現場を探る。
Imanishi+07
3.4.4 巨大ブラックホールの宇宙論的進化：巨大ブラックホールの誕生と宇宙論的進化
初期宇宙の巨大ブラックホール探査
地上8m広視野装置
+ 地上30m級望遠鏡による分光追観測
スペース近赤外線広視野装置
巨大ブラックホールの宇宙論的進化
Nobuta+12
Ueda+14
ハード X 線選択
ソフト X 線選択
eROSITA all-sky survey : 2016-2020
ATHENA : 2028-
→ X線・可視・赤外線などで選択
された活動銀河核候補の広視野分
光探査、それらのBH質量・成長率
（エディントン比）の定量化
必要な観測とデータのまとめ
TMT/IRIS
TAO, Kyoto 3.8m
HSC, PFS
TMT/IRIS
TAO, Kyoto 3.8m
TMT/MICHI
ALMA
TMT/IRIS, MICHI
SGMAP
CTA
SPICA
TMT/IRIS
HSC, PFS
TMT/IRIS
SPICA
WISH, WFIRST
TMT/IRIS
HSC, PFS
TMT/IRIS
HSC, PFS
TAO, Kyoto 3.8m
HSC, TMT
ULTIMATE, TMT
LSST
TMT/IRIS

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