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２１世紀天文学が すべき発見・探索

２１世紀天文学が すべき発見・探索. １）宇宙における知的生命. ２）宇宙における生命. ３）宇宙の行く末（宇宙全体の運命）. ４）重力波の検出とその天文学. 次点）ブラックホ－ル近傍時空の探求. ２１世紀天文学が すべき発見・探索. １）宇宙における知的生命. 発見でノーベル賞. ２）宇宙における生命. 発見でノーベル賞. ３）宇宙の行く末（宇宙全体の運命）. 検証が難なので。。. 検出でノーベル賞. ４）重力波の検出とその天文学. 次点）ブラックホ－ル近傍時空の探求. 事象の地平線、 BH の回転、エルゴ球が見えてノーベル賞。.

zandra
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２１世紀天文学が すべき発見・探索

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Presentation Transcript

  1. ２１世紀天文学がすべき発見・探索 １）宇宙における知的生命 ２）宇宙における生命 ３）宇宙の行く末（宇宙全体の運命） ４）重力波の検出とその天文学 次点）ブラックホ－ル近傍時空の探求

  2. ２１世紀天文学がすべき発見・探索 １）宇宙における知的生命 発見でノーベル賞 ２）宇宙における生命 発見でノーベル賞 ３）宇宙の行く末（宇宙全体の運命） 検証が難なので。。 検出でノーベル賞 ４）重力波の検出とその天文学 次点）ブラックホ－ル近傍時空の探求 事象の地平線、BHの回転、エルゴ球が見えてノーベル賞。 「サブミリVLBIでSgrA*を見る」が一番有効な手段

  3. ブラックホ－ル近傍時空の探求 これまで １）見かけの一番大きいSgrA*をみるのがいい。 ２）散乱の影響から逃れるためサブミリ(230GHz以上）がよい。 ３）技術的にサブミリVLBIが（X線や赤外にくらべ）最も進んでいる ４）基線長は１万キロ未満がよい。１，２千キロ基線が役に立つ。 ５）南半球ALMA周辺にVLBIネットを組むのがよい。（サイト） この１年の成果　ー　ミリ波VLBIも成果がでるぞ！ー ２）８６G,VLBA（Shen et al.05nature１１月３日号) 　ＳｇｒＡ＊の降着円盤のintrinsic sizeは1天文単位。 １）４３G,ミリ波VLBAで円盤の構造が見える 　　　　　「空間分解QPOから円盤の運動がわかる」 　　　　　ーVLBIQPO観測法の発明（発見？）ー 連続波電波を観測しているのに、視線速度分布が測れる 　　　　光速の５０％の運動、半径３Rsが見えているようだ 　　　　ただし分解能の点から対象は当分SgrA*のみ 　　　　　　　（Miyoshi, Shen,他　05不幸にも準備中）

  4. IR; Genzel et al.(03) 43GHz;Miyoshi, Shen et al. (in prep.) SgrA* P=16.8minを基本とするQPOの検出 数Schwarzschild半径が起源。 Xray; Aschenbach et al.(04)

  5. (2) 213.3 Rs×121.9 Rs ２ ３ (3) 106.7 Rs× 60.9 Rs (1) 216.3 Rs×423.6 Rs ４ １ ５ (2) 213.3 Rs×121.9 Rs ２ ６，７，８ (1) 216.3 Rs×423.6 Rs (2) 213.3 Rs×121.9 Rs (3) 106.7 Rs× 60.9 Rs (4) 71.3 Rs× 40.8 Rs (5) 47.5 Rs× 26.8 Rs (6) 23.8 Rs× 13.4 Rs (7) 15.8 Rs× 9.0 Rs (8) 7.9 Rs × 4.5 Rs 3mas，305Rs,　２４AU assumption；DGC=8kpc,MSｇｒA＊ =4.0×１０６M◎

  6. (1) 216.3 Rs×423.6 Rs (2) 213.3 Rs×121.9 Rs (3) 106.7 Rs×60.9 Rs (4) 71.3 Rs×40.8 Rs ふつうのマップ、grid 構造が分解されている（広がり） ﾚ１）中心列（時系列5min、中心列、ノイズレベル付き） ﾚ　２）中心列、同・スペクトル、同一Yスケール 構造が左右で異なる ﾚ１）時系列5min、７・５列、ノイズレベル付き ﾚ２）７＊５　同・スペクトル、同一Yスケール ３）中心３つのスペクトル、ピーク比 ４）速度強度マップ ４）回転を示す、スペクトルの違い ﾚ５）ぼけた円盤、構造の情報、かなり残っている。 ﾚ６）複屈折現象、 ﾚ７）散乱虫眼鏡（ちょうど３倍強の大きさ） Intesity(Jy) ノイズレベル (5) 47.5 Rs× 26.8 Rs(6) 23.8 Rs× 13.4 Rs(7) 15.8 Rs× 9.0 Rs(8) 7.9 Rs × 4.5 Rs

  7. (1) 216.3 Rs×423.6 Rs (2) 213.3 Rs×121.9 Rs (3) 106.7 Rs×60.9 Rs (4) 71.3 Rs×40.8 Rs 強度→ Ｐ（ｍｉｎ）→ (5) 47.5 Rs× 26.8 Rs (6) 23.8 Rs× 13.4 Rs(7) 15.8 Rs× 9.0 Rs(8) 7.9 Rs × 4.5 Rs QPO spectra become very spiky as the region limited to the center.

  8. 横0.1mas（10Rs)縦0.15mas（15Rs)のグリッド ３５（＝７×５）grids　ａｔ　thecenter Then we check the spatial distributions of the QPOS.

  9. Every grids show something. Here we look carefully at the central 3 grids because those of SNR are higher than 7. SNR=7.8 8.6 7.7

  10. ３）中心３つのスペクトル、ピーク比 ６２．２ ２９．３ １９．４ １７．０ １３１．６ ５５．３ ３０．２ １７．３ １２．８ ２２４．８ ４８．４ ２３．８ １７．７ １４．３ 東へ0.1masのグリッド 中心部分のグリッド 西へ0.1masのグリッド P=17は共通に見える。これは円盤全体に広がり、 外縁でも強いのではないか？ それを拾っているのではないか？

  11. QPO周期スペクトル P’/P=０．４７４９２ 速度０．６４ｃ相当 Ｒ＝2.3Rs相当 東へ0.1masのグリッド 中心部分のグリッド Assumption here P’/P=１ P’/P= １．７０８２１ 速度０．４９ｃ相当 R=3.3Rs相当 西へ0.1masのグリッド 黒線が観測された周期スペクトル、赤は伸縮させたもの

  12. P= 62.15min Intensity Maps of the Periods P= 62.15min(上） P=131.6min（中） P=224.8min（下） The Peak Position Moves Towards west as Periods Become long. P= 131.6min P= 224.8min Rotation？ 1.9mas,みかけ約１９３Rs

  13. Intensity Maps of rather wideband periods (from the top) P= 1- 80min P= 80-160min P= 160-240min P= 240-320min The Peak Position Moves Towards west as Periods Become long. P= 1- 80min P= 80-160min P= 160-240min P= 240-320min It must be due to Rotation! 1.9mas,みかけ約１９３Rs

  14. １周期 56minを ８分割 （図：横に引き延ばした） P＝56minの 円盤振動 モード 中心、左右の強度 変化に注目 強弱の位相が １８０度反転している

  15. （１）86GHz VLBI,世界で通常観測運用状態。 　　　　　　　天候悪ければ失敗もするが…成果もでます。 Very Long Baseline Array VLBA・８６GHｚ帯受信機、 １０局中SCのぞく９局に搭載。 世界にopenの共同利用。 GBT100ｍ鏡も２００６年から利用可 年間通じて運用される。 GMVA・８６GHｚVLBI観測 VLBA９局に加え、欧州のEffelsberg(100m),Onsala(20m), Pico Veleta (30m), Plateau de Bure (6x15m, phased),Metsahovi (14m) の５局計１４局。 世界にopenの共同利用 年に６日×２（＝１２日）運用

  16. （２）86GHz VLBIでの成果例 Shen et al.Nature,(2005年１１月３日号)より。ＶＬＢＡを用いた86GHzのＳｇｒＡ＊観測他から、プラズマによる散乱効果を詳しく見積もり、ＳｇｒＡ＊の降着円盤の本当のサイズが1au程度であることを示した。 ずれ １ｍａｓ SgrA* VLBA,86GHz(3.5mm） Shen et al. (２００５) 高周波４３GHｚ以上では周辺プラズマ による散乱の影響が薄れ、その波長 二乗則からはずれてくる。

  17. （４）往年のミリ波グローバルＶＬＢＩ実験参加局と（４）往年のミリ波グローバルＶＬＢＩ実験参加局と VLBA局、最近のサブミリ波望遠鏡のサイトの標高差 往年のミリ波VLBI実験局は低地（８７３ｍ）だから失敗多かった。 VLBAはその１．５倍（１３６２ｍ）だから４３，８６Gの観測ができる。 サブミリ局の平均標高（３５３７ｍ）はミリ波VLBI実験局の４倍の標高 サブミリVLBI成功の鍵はサイトの良さ（標高）にある！

  18. Only the survey for good sites remains. Water vapor numerical model

  19. South America Old 32m communication antenna Construction begins Huancayo Virtual now 1520km ＡＬＭＡ（日米欧） 1960km 800km Since 1987 ＳＥＳＴ１５ｍ鏡（ＥＳＯ） Photo by Ota Naomi

  20. Krichbaum’s detection Noise level Noise level

  21. 次点）ブラックホ－ル近傍時空の探求 事象の地平線、BHの回転、エルゴ球が見えてノーベル賞。 ２１世紀天文学が今後すべき発見・探索 「サブミリVLBIでSgrA*を見る」が一番有効な手段 ブラックホ－ルを解像するほらいずん望遠鏡 （ミリ波サブミリ波VLBI検討室） 今始めるとお得です。 （１）サイトサーベイを行い適地を知り、 （２）３局程度のネットで観測、（相関データの解析で）B.H.shadowの存在を言う、あたりまでが使命。 モンゴロイド（日本、ペルー、東アジア）で陣を組む。（最終的には国際共同）。

  22. （３）１５０、２１５GHz帯VLBIは地上で既にフリンジ検出成功（３）１５０、２１５GHz帯VLBIは地上で既にフリンジ検出成功 済み。Pico Veleta（標高２９２０ｍ）等の高地局を使い成功。 • VLBI observations at 147 GHz: first detection of transatlantic fringes in bright AGN • release , Krichbaum, T.P., Graham, D.A., Alef, W., Polatidis, A., Bach, U, Witzel, A., Zensus, J.A. (MPIfR), Greve, A., Grewing, M. (IRAM), Doeleman, S., Phillips, R., Rogers, A.E.E., Titus, M. (Haystack), Fagg, H., Strittmatter, P., Wilson, T.L., Ziurys, L. (Steward Obs.), Freund, R. (NRAO), Könönen, P., Peltonen, J., Urpo, S. (Metsahovi Radio Obs.), Rantakyro, F., Conway, J., Booth, R.S. (Onsala Space Obs.) in: Proceedings of the 6th European VLBI Network Symposium held on June 25th-28th 2002 in Bonn, Germany. Edited by: Ros, E., Porcas, R.W., Lobanov, A.P. and Zensus, J.A.p. 125 • Status of VLBI Observations at 1mm Wavelength and Future ProspectsDoeleman, S. (Haystack), and Krichbaum, T.P. (MPIfR) in: Proceedings of the `Second Millimeter VLBI Science Workshop', held at IRAM in Granada (Spain) on May 27-29, 1999. Editors: A. Greve et al., Reports of IRAM (Grenoble, France), p. 73-76. • 215 GHz VLBI observations of bright Active Galactic NucleiKrichbaum, T.P., Graham, D.A., Greve, A., Wink, J., Alcolea, J., Colomer, F., de Vicente, P., Baudry, A., Gomez-Gonzalez, J., Grewing, M., and Witzel, A. in: 1997, Astron. Astrophys. (Letters), 323, p. L17 -- L20. • 147 GHz VLBI observations: detection of fringes on the 3100 km baseline Metsähovi -- Pico Veleta Greve A., Könönen P., Graham D.A., Wiik K., Krichbaum T.P., Conway J., Rantakyrö F., Urpo S., Grewing M., Booth R.S., John D., Navarro S., Mujunen J., Ritakari J., Peltonen J., Sjöman P., and Berton M., in: 2002, A&A, 390, L19. • 215 GHz VLBI observations: Detection of fringes on the 1147 km baseline Pico Veleta -- Plateau de Bure Greve, A., Torres, M., Wink, J.E., Grewing, M., Wild, W., Alcolea, J., Barcia, A., Colomer, F., de Vicente, P., Gomez-Gonzalez, J., Lopez-Fernandez, I., Graham, D.A., Krichbaum, T.P., Schwartz, R., Standke, K.J., Witzel, A., and Baudry, A., in: 1995, Astron. Astrophys. Lett., 299, L33. • VLBI observations of the galactic center source SGR A* at 86 GHz and 215 GHz • Krichbaum, T. P.; Graham, D. A.; Witzel, A.; Greve, A.; Wink, J. E.; Grewing, M.; Colomer, F.; de Vicente, P.; Gomez-Gonzalez, J.; Baudry, A.; Zensus, J. A., in 1998, Astron. Astrophys. 335, p.L106-L110

  23. （４）往年のミリ波グローバルＶＬＢＩ実験参加局（青地左）（４）往年のミリ波グローバルＶＬＢＩ実験参加局（青地左） と最近のサブミリ波望遠鏡のサイトの標高の違い。

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