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VSOP-2 による水メガメーザーの研究

VSOP-2 による水メガメーザーの研究. 萩原喜昭、 Maser Sub-working Group. 研究の背景.

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VSOP-2 による水メガメーザーの研究

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Presentation Transcript

  1. VSOP-2による水メガメーザーの研究 萩原喜昭、Maser Sub-working Group

  2. 研究の背景 系外銀河中に存在する水メーザーの中でも桁違いに光度が明るく、典型的な天の川銀河中の水メーザーの百万倍以上の光度をもつメーザーは総してメガメーザー(MM)と呼ばれる。水MMのその巨大光度と活発な強度変動はAGNの活動性に付随していることが知られる。メーザーはサブパーセクスケールの高速回転円盤をトレースしていたり、ジェットを背景とした分布が知られる。 　このようにサブパーセクスケールでAGN降着円盤外縁部のダイナミカルな構造の直接撮像を可能にする方法は、現時点ではVLBIによる水MM観測だけである。さらに回転円盤(disc-maser)を利用してMM銀河までの測距が可能であり、Hoの精密決定にも利用できる。

  3. 科学目標 1) SMBHの質量の精密計測, AGNを取り巻く多様なサブパーセクスケール円盤構造の研究 Case1: Thin disc 2-1) 円盤パラメータの測定 (disc thickness等) 2-2) ケプラー回転するメーザー円盤をマッピングすることで中心の BH massを精密に出来るだけ多くのAGNで求める。 2-3) メーザー源のproper motion の測定 - BHへの質量降着プロセスの解明に向けて 2-4) AGNのdynamical centerの同定 - 円盤を貫く連続波bipolar outflowの検出 (22-43GHzでスペ クトルの測定 => 円盤モデルの推定?) Case 2: Thick disc 2-5) plasma torusとガス円盤の境界領域の研究 2-6) Angular momentumの測定 - もしあれば

  4. 2) ハッブル定数(Ho)の精密決定 AGNの幾何学的距離を、回転メーザー円盤モデルを利用して求める。スペースVLBIの最高分解能を利用して地上観測で得た円盤モデルを改善し, セファイドで測定されるHoの決定精度３％を上回る観測精度を達成する。 　 目標1:最低１銀河でHoの決定精度３％未満を達成する 目標2: Hoの決定精度3%未満を5-6天体各々で達成し、N1/2乗則で1%のHo精度を達成する

  5. 観測戦略 • AGNの中心から典型的に0.1-1 pcスケールに分布する水メーザー源をマッピング - メーザースペクトルから円盤構造を示唆するdisc maser を選択的にマッピング　(距離の決定(Ho)に必要) • メーザー源と中心連続波源の相対的位置関係を明らかにして、円盤/torus　状構造などの幾何学的解釈をし、サブパーセクで分布する降着円盤外縁部の構造を求める。円盤であれば、半径、厚みなどの物理量を測定する。 • 位置ー速度図を利用してダイナミカルな構造を測定する。ケプラー回転が検出されれば、回転速度、回転半径から中心のBH質量を求める • 水メーザー源のproper motionの測定を試みる。 - 中心部方向へ移動するメーザー源があれば、質量降着の証拠

  6. Hoの精密決定にはさらに以下が要求される - Disc maser の円盤モデルの精密化 (VLBIモニター要) - 系統速度付近のメーザーの速度ドリフトを単一鏡モニターで実施 水MM源サーベイの実施 (BH/AGN, Ho共通) - disc maserは現在10天体程度だが、打ち上げまでに候補天体を　 　　　増やす。MM源を擁する AGNのサンプル数~100程度。 -多様なAGN(Narrow-line、broad-line AGN)で実施 - GBT, NRO45mでの単一鏡サーベイの実施 - 打ち上げ前、年間 200-300時間、計３年間 - 100天体/year 観測、~10-15%の検出率 - 3年間で３０天体の検出、その内新disc-maserは10-20％程度か

  7. 観測側からの要求 - 位相準拠しないと検出不可能のメーザーが殆ど (< ~200mJy) - 円盤上メーザー源のproper motion測定に絶対位置精度が 　　 必要(30μ秒角/year) (BH, Ho) - 微弱なドップラー成分の観測のために rms ~ 3 mJy /channel(7σ~20mJy /channelが必要) - outflowの検出は連続波で rms< 1mJy (BH) - 円盤上メーザー源のproper motion測定 (BH) - 円盤モデルの精密化にモニターが必要 (Ho) - 2年間、約２ヶ月毎(各々のメーザー源の短いlife-time) (Ho)

  8. 天体リスト(BH/AGN sub-structure)

  9. 天体リスト(Ho精密決定)

  10. 観測時間要求概算 • SMBH質量 /AGN sub-structure観測 (~5天体) - ２回観測 (一回の観測で２軌道とする) 15 hr (衛星:7.5hr x 2軌道) x 2 回　x 5 天体 = 150hr • Ho決定 (~3天体) - 2ヶ月おき２年間モニター 15 hr x 12回 x 3 = 540hr

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