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メーザー観測によるＡＧＮの研究

中井直正 （筑波大学数理物質科学研究科物理学専攻）. メーザー観測によるＡＧＮの研究. ＡＧＮの水メーザー観測 １．メーザー観測の意義 ２．観測の現状 ３．ＶＳＯＰ－２による観測. ＡＧＮの水メーザー観測の御利益. (3) 銀河の形成と進化の手がかり？. ブラックホールの有無と質量の測定. (2) 質量降着率の起源（の一部）. (4) 銀河距離の直接測定 （ Ho ）. AGN の水メーザーの探査. 単一鏡 （ GBT-100m, EB-100m,Tid-70m,Spain-70m,NRO-45m ） 探査＞１０００ 銀河 検出～ 80 銀河

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メーザー観測によるＡＧＮの研究

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Presentation Transcript

  1. 中井直正 （筑波大学数理物質科学研究科物理学専攻） メーザー観測によるＡＧＮの研究 ＡＧＮの水メーザー観測 １．メーザー観測の意義 ２．観測の現状 ３．ＶＳＯＰ－２による観測

  2. ＡＧＮの水メーザー観測の御利益 (3) 銀河の形成と進化の手がかり？ • ブラックホールの有無と質量の測定 (2) 質量降着率の起源（の一部） (4) 銀河距離の直接測定 （Ho）

  3. AGNの水メーザーの探査 単一鏡（GBT-100m, EB-100m,Tid-70m,Spain-70m,NRO-45m） • 探査＞１０００ 銀河 • 検出～80銀河 • ＡＧＮ： Seyfert 2, LINER, Seyfert 1（少）, 　　　　　　通常銀河(隠れたAGN)（少） • 距離： zmax = 2.64 (Violete Impellizzeri et al. 2008 Nature 46, 927) 0.660 (Barvainis &Antonucci, 2005 ApJ 628, L89) 　　　　　　　（但し、ほとんどは<7000 km/s） • S～0.003－5 Jy • L～数十Loー数百Lo（メガメーザー）ー23000Lo

  4. VLBI観測による円盤構造の検出 S > 0.1 Jy　　（感度限界にある） VLBI: VLBA+pVLA+GBT(米)+EB, LBI(豪) ９銀河 　　北天から観測 　　　　Ｎ４２５８、Ｎ１０６８、Ｎ３０７９、N3393、ＩＣ２５６０、 IC1481、N4945, UGC3789 (N1052, TXS2226-184) 　　南天から観測 　　　 Ｃｉｒｃｉｎｕｓ

  5. 御利益（１）ブラックホール質量の精密測定 NGC 4258 Miyoshi etc 1995 Nature 373, 127 D = 7.2 Mpc V = 770 – 1080 km/s R = 0.14 – 0.28 pc Vrot ケプラー回転 MBH = 3.9 x 107 Mo Mdisk < 105 Mo 中心天体 R<0.01pc ⇒BH R

  6. IC 1481 (Mamyoda et al. 2009 PASJ, in press) 中心力 ポテンシャル 円盤の面密度分布 質量 Mdisk(<rout) = 4.3±0.3 ×107 Mo MBH < 107 Mo

  7. UGC 3789 (M. Reid, et al. 2009 ApJ 675, 287) Mdisk = 0.6 ×107 Mo MBH = 0.8 ×107 Mo (Jean-Marc Hure, et al. in preparation)

  8. マンゴリアン関係 光学観測 　　（低角分解能） 　　　↓ ＢＨ質量：過大見積

  9. 御利益（２）質量降着率の起源（の一部）

  10. 御利益（３）銀河の形成と進化の手がかり？ NGC 4258

  11. IC2560 (Ishihara etc 2001 PASJ 53, 215; Yamauchi etc 2009, PASJ submitted ) D = 26 Mpc R = 0.087 – 0.335 pc V = 213 – 418 km/s H/Rin < 1 / 7

  12. Yamauchi, etc 2009 in preparation 先天？ 　　銀河形成 後天？ 　　外から角運動量 水メーザー銀河の銀河円盤の傾き角

  13. 御利益（４）銀河距離の直接測定（Ho） ケプラー回転 左右の対称性が良い ⇒　円軌道

  14. 回転円盤

  15. Blue-shifted Systemic Red-shifted システム速度成分の加速度 必ず　α＞０ Haschick & Baan 1994 ApJ Nakai etc 1995 PASJ Greenhill etc 1995 A.Ap

  16. 距離の決定（方法１）

  17. 距離の決定（方法２）

  18. ＶＳＯＰ－２による観測 現在 　　　ＶＬＢＩによるメーザー円盤の構造研究 　　　　　⇒　感度限界にある 　　　　　　　（空間分解能ではない） ＶＳＯＰ－２による観測 　　　主＝空間分解能の向上 　　　　　⇒　苦しい！！！

  19. ＶＳＯＰ－２　の相手局 　　　北天 　　　　　　・ＧＢＴ-100m 　　　　　　・phased VLA　（＝130mφ） 　　　　　　・EB-100m 　　　　　　・スペイン　70m 　　　　　　・野辺山　45m 　　　南天 　　　　　　・Tid. 70m 　　　　　　・phased CA?

  20. 提案（１）　南天の銀河 フラックスの大きいものに限る ＮＧＣ４９４５ （Decl. = －49°、S~8Jy） 　　・Greenhill et al (1997) VLBAの２局１基線のみ 　　・Shibata 提案 　　　　　ハワイ＋オーストラリア 　　・Nakai,Yamauchi,Shibata, etc 提案 VERA 2局、上海　（＋豪、ハワイ？）

  21. 提案（２）　銀河の距離測定 フラックスの大きいものに限る 方法１ VLBA、VSOP-2 方法２（システム成分の固有運動） 　　高空間分解能（＋感度） VSOP-2 候補＝NGC4258, IC2560, N5495（弱い）、　 UGC3789（弱い） 　　方法１と組み合わせて、円軌道であることを確認

  22. メーザー円盤の例：NGC3079 (Yamauchi, etc 2004)

  23. NGC3079 Central mass M~(2-3) x 106 Mo Maser disk R=0.4 – 1.2 pc H/Rin = 1 / 3 Velocity dispersion σV= 50 km/s X-ray L(2-10keV) =1042-1043 Lo

  24. メーザー円盤の例：IC1481 Vrot∝R-0.3 Massive disk Mdisk ~ Mcent ~ 106 Mo

  25. メーザー円盤の構造 (VLBA) R(pc) 2H(pc) H/RinσV (km/s) Tｙｐｅ　Ａ NGC4258 0.14-0.28 <0.0003 <0.001 <10 IC 2560 0.09-0.34 <0.025 <0.14 <10 　　　（静水圧平衡）　　 Mdisk<10-2 MBH (Kepler) Ｔｙｐｅ　Ｂ NGC1068 0.62-1.1 0.06 0.05 40 NGC3079 0.4 – 1.2 0.3 0.38 50 IC1481 3.8 – 14 0.9-4.4 0.3-1.2 20 　　　（ランダム軌道）　　 Mdisk ~ MBH (sub-Kepler)

  26. 質量降着率 Type A (thin disk: N4258, IC2560) Mdisk/MBH<<1, Keplerian, pure circular rot. ⇒ small viscousity ⇒ low accretion rate L(2-10keV)~1040-1042 (erg/s) Type B (thick disk: N1068, N3079, IC1481) Mdisk/MBH~1, large σV, 　　　　⇒ large viscousity ⇒ large accretion rate L(2-10keV)~104１-1044 (erg/s)

  27. Type A H2O Maser X-ray (ASCA, 0.5-10 keV)

  28. Type B H2O maser X-ray (ASCA , 0.5-10 keV) Fe(Kα) at 6.4keV

  29. EW(Fe) ⇔ Shigh/Ssystem A B Fe (kα) at 6.4 keV neutral fluorescence from cold gas illuminated by IC from AGN

  30. Absorption ⇔ Shigh/Ssystem Photon Index N(H)

  31. ＡＧＮ統一モデルの修正 セイファート１型と２型の違い • 統一モデル 　　　　円盤の見る角度の違い • 修正モデル 円盤の厚みの違い（Ａ型、Ｂ型） 　　＋　円盤の見る角度の違い

  32. Ｓｈｉｇｈ／Ｓsystem Type A Type B

  33. 銀河円盤と中心核pcスケール円盤の回転 NGC4258

  34. IC2560 (Ishihara etc 2001 PASJ 53, 215; Yamauchi etc 2007 in preparation ) D = 26 Mpc R = 0.087 – 0.335 pc V = 213 – 418 km/s H/Rin < 1 / 7

  35. 銀河円盤と中心核円盤の傾きは独立

  36. 原因 • 銀河形成時？ CDMモデル　－＞小銀河の合体 　　（和田等） z=10 -> 2 (独立回転を維持) z=0 まで維持？ • 小銀河、ガスが落下？ 　　　最近、角運動量を持ち込んだ？

  37. まとめ AGN （１）　(sub)pcスケールガス円盤に２種 thin ⇔ thick (massive) （２）　降着率に影響（支配している？） （３）　中心核ｐｃスケール円盤と銀河円盤の 　　　回転は独立

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