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成果報告

活動銀河M87の高エネルギーガンマ線フレアにともなう電波増光をキャッチ

M87と中心からのジェット (出典)

国立天文台の秦和弘氏を中心とした国際チームは、日本のVERAや欧州VLBIネットワーク（EVN）を用い、活動銀河M87で発生した高エネルギーガンマ線フレアにともなう電波増光を検出しました。

M87は、おとめ座銀河団の中心に位置する巨大な活動銀河で、強力なジェットをともなう大質量ブラックホールが存在します。
明るいジェットをともなう活動銀河中心核として最も近い天体のひとつなので、これまでに様々な周波数で多くの観測が行われてきました。ガンマ線フレアの発生も知られていましたが、その位置や現象の詳細はわかっていませんでした。

研究チームは、2011年2月から2012年10月にわたり、EVNとVERAのGENJIプログラムによって高分解能モニター観測を行いました。
GENJIプログラムは、ブラックホールからのガンマ線放射メカニズムの解明を目標とした計画で、すでに複数の天体で成果を上げています。

今回の観測期間中、特に2012年2月から3月において、高エネルギーのガンマ線フレアが発生しました。研究チームは、M87の中心部分における電波増光の検出に成功しました。
観測された増光の様子は、高周波数ほど振れ幅が大きく、変化も急激で、速くピークに到達していました。一方で、過去にガンマ線放射の可能性が指摘されていた、中心から120pc（約390光年）ほど離れたHST-1という領域では、変化が見られませんでした。

これらのことは、中心部にある大質量ブラックホールの近くでフレアが起きたことを示しています。
また、中心の変化の様子や周波数によるタイムラグなどから、ジェットの見かけの速度を0.2c（秒速約6万km）未満と算出しました。
この0.2cという速度は、過去のより明るいガンマ線フレアで観測された見かけの速度（1.1c）より小さいことから、ガンマ線の強度とジェットの速度に相関がある可能性も考えられます。

fig.1
図1：高エネルギーガンマ線フレア発生中（2012年の3月）のM87ジェットの電波画像。
全体像はEVNの5GHz（3月20日）。
上のコア領域（中心部）２点はVERAによるもので、左が43GHz、右が22GHz（3月21日）。
右下の図はEVNによるHST-1と呼ばれる領域。

fig.2
図2：観測した各周波数の光度変化のグラフ。縦軸が強度、横軸が時間経過を示す。
グレーの領域がフレアの発生時期。
中央の３段がVERAによってコア領域を観測したもの。フレア発生から強度が上昇している。

fig.3
図3：コア領域の電波強度曲線。グレーの領域がフレアの発生時期。
赤い線がVERAの43GHz、青い線がVERAの22GHzを示す。

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