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～ Key Science Program 提案 ～ 低光度 AGN

～ Key Science Program 提案 ～ 低光度 AGN. 土居明広（ ASTRO-G ISAS/JAXA ） ＋ AGN- subWG /VSOP-2 SWG . Marscher et al., Wolfgang Steffen, Cosmovision , NRAO/AUI/NSF. 現在まで に関わっているメンバー. - 土居明広 (ISAS/JAXA) 全体、観測提案 - 秦和弘 ( 総研大 ) 観測計画、解析、 M81, M104 - 浅田圭一 (ASIAA) 偏波 , M87

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～ Key Science Program 提案 ～ 低光度 AGN

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Presentation Transcript

  1. ～ Key Science Program 提案 ～低光度AGN 土居明広（ASTRO-G ISAS/JAXA）＋AGN-subWG/VSOP-2 SWG Marscher et al., Wolfgang Steffen, Cosmovision, NRAO/AUI/NSF

  2. 現在までに関わっているメンバー - 土居明広 (ISAS/JAXA) 全体、観測提案 - 秦和弘 (総研大) 観測計画、解析、M81, M104 - 浅田圭一 (ASIAA) 偏波, M87 - 亀野誠二 (鹿児島大) 全体、M87-M84 ペア - 永井洋 (NAOJ) disk-jet connection, M81 - 山田真也 (東大/すざく) X線観測、disk-jet connection - 紀基樹 (NAOJ) 円盤/ジェット理論, Cen A - 高橋労太 (理研) 円盤理論 - 羽賀崇史 (総研大) 解析、NGC 4261

  3. 動機 ■　VSOP-2： ＡＧＮ降着円盤の直接撮像ができる 初めての望遠鏡 ■　M 87 以外の有力候補天体 - 望遠鏡を向けないわけがない - 「円盤の見えやすさ度」の分散に備えたい - ジェット成分の卓越 ⇒ 円盤見えづらい？ - 天体の個性（傾き/降着率 etc.） - BH質量、距離のエラー ⇒ 予想視直径のブレ - 観測条件 ■　広いパラメータ空間にわたるサンプリング -天体個性 ← 異なるBH質量/降着率/ジェット有無

  4. なぜ低光度AGNか？ ■　空間分解には近傍天体が有利 - ほとんどが低光度ＡＧＮ ■　VLBI感度で検出可能な高温円盤 - 低エディントン比 ⇒ ADAF/RIAF - VSOP-2 輝度温度感度 10^(8-9) Ｋ ■　電波で明るい - 典型的セイファートよりも - 特に大質量ＢＨの天体

  5. スペースＶＬＢＩの可能性 HALCA (VSOP-1) ◆ 降着円盤の輝度温度＞10^9 Kで光る範囲の半径 ∝ ν^-(0.8～1.1) ◆ 空間分解能 ∝ D^-1 ν^-1 ⇒　降着円盤の撮像には、原理的に、基線長Ｄの延長が有効 地上VLBI 分解能 M87 降着円盤半径 (推定) 大気でリミット VSOP-2 分解能 角度スケール マイクロ秒角 進行中 ブラックホールシャドウ半径 2.5 Rs （M 87） ※ 円盤半径： ADAF scaling model (Mahadevan 1997) から算出 ※ 基線長： 地上VLBI8500 km,VSOP-235000 km 周波数 GHz

  6. 地上ＶＬＢＩではまだ見えていない (M 87) 43 GHz 86 GHz での円盤（80 μas）? 43 GHz での円盤（140μas）? 43 GHz VSOP-2 分解能（40μas） 1 mas 86 GHz 分解能 200 x 70 μas http://www.mpifr-bonn.mpg.de/staff/tkrichbaum/3c274.html (Krichbaum et al.)

  7. HALCA (VSOP-1) では見えなかった ■　空間分解能は到達していたのかも ■　しかし低周波帯のためジェットが強すぎた VSOP 5 GHz (Biretta+2002) 5 GHz の円盤 VSOP 分解能

  8. 高周波観測の可能性 ◆ 有利な点 - 円盤が明るく ジェット混入が小 - よりＢＨ近傍に 迫る ◆ 不利な点 - ジェットが暗く フリンジ検出に難 - 観測装置感度 ⇒ 観測的には板挟み 　天体個性に依存 要：複数天体にトライ ジェットスペクトル HALCA 5 GHz HALCA フラックス強度 降着円盤スペクトル 8.4 GHz 22 GHz 43 GHz 周波数 GHz

  9. 観測提案の案

  10. ターゲット天体候補 ■　サンプル選択の視点 1. 視直径 2. 電波強度 3. 降着率、ジェット ■　有力候補6つ （TBD） ※CenA は降着率が高く、標準円盤かもしれない。 また、南天なので十分なイメージングができないかもしれない。 ※ADAF視直径は Mahadevan (1997) の scaling model で算出

  11. M 84 (NGC 4374) VLA 5 GHz HST ～80 mJy ? VLBA 43 GHz (Ly+2004) 距離： 18.4 Mpc BH： 10^9.2 M◎ BH視直径： 3.4 μas ADAF視直径： 75μas @ 43 GHz, 130μas @ 22 GHz VSOP-2 ビームの～２倍弱？

  12. Centaurs A (NGC 5128) http://chandra.harvard.edu/photo/(X/Submm/Opt) ～130 mJy ? VSOP 5 GHz (Horiuchi+2006) 距離： 4.2 Mpc BH： 10^8.4 M◎ BH視直径： 2.3 μas ADAF視直径： 180μas @ 43 GHz, 300μas @ 22 GHz VSOP-2 ビームの～４倍？

  13. Sombrero Galaxy (M 104) ～70 mJy ? HST VLBA 8.4 GHz (Hada et al. in prep) ポスター出展中 距離： 9.8 Mpc BH： 10^9.0 M◎ BH視直径： 4.5 μas ADAF視直径： 130μas @ 43 GHz, 210μas @ 22 GHz VSOP-2 ビームの～３倍？

  14. NGC 4261 (3C 270) HST ～90 mJy ? VSOP 5 GHz(Jones+2001) 距離： 31.6 Mpc BH： 10^8.7 M◎ BH視直径： 0.7 μas ADAF視直径： 30μas @ 43 GHz, 51μas @ 22 GHz VSOP-2 ビームの～0.7 倍？

  15. M 81 (NGC 3031) SDSS ～110 mJy ? VLBA 8.4 GHz (Hada et al. in prep) 距離： 3.6 Mpc BH： 10^7.8 M◎ BH視直径： 0.7 μas ADAF視直径： 60 μas @ 43 GHz, 110μas @ 22 GHz VSOP-2 ビームの～1.5 倍？

  16. IC 1459 2MASS ～90 mJy ? VLBA 8.4 GHz 距離： 27.0 Mpc BH： 10^9.4 M◎ BH視直径： 3.7 μas ADAF視直径： 100μas @ 43 GHz, 160μas @ 22 GHz VSOP-2 ビームの～２倍？

  17. 観測要求 ■　高感度の地上望遠鏡 - 低光度 AGN は弱い （<100 mJy） - 要： GBT 100 m, phased-VLA ■　偏波観測 - 磁場構造の解明 ■　多周波観測 （22 + 43 GHz） - スペクトル指数マップ取得 → ジェット/円盤、熱的/非熱的の切り分け - 円盤サイズの周波数依存性＋イメージクオリティ → むしろ 22 GHz で分解するかも ■　多数回観測 - 円盤検出の再確認 - 円盤回転の時間スケール： 日～週

  18. 観測のスコープ ■　明らかになること - 直接撮像による降着円盤の実証 - 輝度温度 >10^8 K ≒ 電子温度 > 10^8 K の領域の範囲 → RIAF 的な降着流モデルの検証とチューニング - Disk-Jet Connection - ジェット発生イベントと円盤状態の関係 - スペクトル指数分布 - 電子は熱的か、非熱的か？ - 大局的な円盤・ジェットの磁場構造 （分解能～10-100 Rs） ■　明らかにならないこと - 密度分布 （光学的に厚い； 非熱的？） - 降着流の速度場 （連続波だから） - ３次元空間構造 （２次元投影のみ） [ 要： 理論研究との協力]

  19. 研究グループ （素案/提案） ■　現在までに検討に関わっているメンバー - 土居明広 (ISAS/JAXA) 全体、観測提案 - 秦和弘 (総研大) 観測計画、解析、M81, M104 - 浅田圭一 (ASIAA) 偏波, M87 - 亀野誠二 (鹿児島大) 全体、M87-M84 ペア - 永井洋 (NAOJ) disk-jet connection, M81 - 山田真也 (東大/すざく) X線観測、disk-jet connection - 紀基樹 (NAOJ) 円盤/ジェット理論, Cen A - 高橋労太 (理研) 円盤理論 - 羽賀崇史 (総研大) 解析、NGC 4261 ■　今後、チームに必要なメンバー像 - サブミリ（ALMA）、IR/可視光（すばる？）、Ｘ線（ASTRO-H）との 連携観測を担える方 - Pre-Launch Study （次ページ）を担える地上観測局の共同研究者 - 各天体のデータを深く掘り下げて分析できる学生研究者

  20. 打ち上げまでの準備 ■　地上 VLBI 観測による Pre-Launch Study - 22/43 GHz での低光度 AGN の観測は まだまだ経験が少ない - 候補天体の VSOP-2 での観測可能性の検討 - 相関フラックスの推定 - 観測要求・ターゲットリストの詳細化 - 研究手法・研究グループの確立 - 他波長（サブミリ・可視・Ｘ線など）との連携観測の準備

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