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狭帯域撮像観測によるセイファート銀河NGC4151の広が
った輝線放射領域の研究( Dissertation_全文 )
吉田, 道利
Kyoto University (京都大学)
1993-03-23
http://dx.doi.org/10.11501/3091462
Right
Type
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Thesis or Dissertation
author
Kyoto University
@
支論文
狭帯域撮像観測による
セイフアー ト銀河 NGC4
1
5
1の
/ヘ
本論文の主要な内容は 、円本天文学会欧文相 告 (
P
l
l
b
l
ic
a
ti
onofA
s
Ironoll1i
c
a
lSoC'i
f
't
yo
f
広がった輝線放射領域の研究
Ja
.
pan)に掲載が予定されている。論文題名は
AS
t
l
l
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yoft
heExtended Emis
si
on LineT
1egi
onoft
heS
e
y
f
e
r
tCalaxy NC('.
l
lf
)1
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I
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fNarrow-bandlma
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ingObservations、
J
自
:
将は、
Mic
h
i
t
o
s
h
iY OSHTDAand Hir
os
h
iOnTANl
である。
この研究の過程において、若者は、共著者と観 jl[lJ を共同して行い、データ処 III~ はすべて若-nが
l
f
!とi
した。また、観測結果に関する議論も主に若者が担当した。
さちに.宮御丈考多安手訴かる事 A 瀕 38'集 2事 16'7 項ーI8-S~き {τf易額・1 1tモ論文、
The60("" R
i
td
!e
y-C
)
e
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e伽 Ji
t
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n5't附 附 e阿 ts
ハ
i
ハ
の打者哲が主と(て根当 11
:
: CCDカメラジズデム 1
:フ oてl
さ付鉾 l
亡掌どめた.
吉田道利
一1つ
E
I
次
H
史
要
.
..
.
.
..
.
.
.
.
.
..
.
.
.
緒
a
z
b
H
￡h
H
.
..
.
.
.
.... 5
セ イ フ ア ー ト 銀 河 NGC41
5
1の Hα、 [OT
T
I
J
入5
0
0
7
λ 、[
01
l
J
)
'
3
7
2
7;¥の 3本のが1
1
線での扶
5
，:作成出像 ifilJ光観 iJllJ の結果を示す。 H α の単色像からは中心核のブロードライン成分の~'j.を較疋し、
l
J心 舷 (
A
GN
)と そ の 統 一 的 描 像
1
.1 活 動 銀 河 r
-・・・・・・・・・・・・
E
E
L
R
)
1
.2 広 が っ た 町 線 放 射 領 域 (
.
.
.
.
..
.
.
.
.
..
.
.
.. 6
1
.3
-・・・・・・・..
.
.
..
.
.
NGC~151
慨~
4
ブロードライン傾ほの影響のない、空間的に広がった抑線放射領域( Exf~ lI d('c1 E
miωiOll L
i
r
H
'
8
l
1e
g
i
o
n
: EELR) のみのイメージを i
早た。
"
i;主によって叩告されていた gELR の 形 態 的 特 徴 は 、 す べ て 技 々 の 1
1
1
その結果、{也の片:J
2
. 的l
1
0
~llJ
デー タの控約と解析
1
1
3
.1 デ ー タ 桜 約
1
1
3
.2 単 色 倣 に 混 入 し た 他 の 蹄 線 成 分 の 補 正
1
2
3
.3 ブ ロ ー ド ラ イ ン 成 分 の 補 正
1
3
色(
訟でら出められた。 1
ト
川
c
'
什
川
汀l
:
ト
叩
川c
0
仏
:
2
.1
' x1
引
041
e
r
gs
一
→1
、4.
6xl
O
'
l
Oer
gS-lであった。 EE
LRの様々な部分で、 7
日
子
(
キ
;
:
J
立、 休日フィ
リングファクタ一、
m雌 ガ ス 質 量 と い っ た 物 理 ft1を求めた。
OT
T
T
J、 I
I
αの 両 師 線 の 強 度 比 の マ ッ プ - I
(
[
OT
T
J]
)
jJ
(
l
fα)マ ッ プ ( 励 起 マ
得られた [
y
プ) ー によれば 、 中心核で励起皮がピ ー クになっていて、これはこれまでに他の庁指述が求めた
結果と異なるものであった。この追いは 、私たちの結果には、ブロードラインの計号が除去されて
果
1
~
4.1 形 態
1
4
4.
4.2 制!~f~ 強度
文と
4.3 泊 予 常 1
4
.~
m離 ガ ス 質 虫
いる*による。在らに、 r
l
r心核の l
則るい点光都の得うを取り除いたのち 、 f
(
[
OI
I]
I
)
/I
(
lo
'
)マ
フ
を作 ってみたところ 、 向励起ガスの双極コーン状分布が免見された。屯離がスの励起状態は、コー
1
8
............
.2
1
EELRの 励 起 状 態
y
ンの内側ではセイフアート中心骸と同械であるが、コーンの外側ではより侃励起であることがわ
かった。こうした双極コーン状のお励起ガスの分布から、中心舷幸福島j が双 ~ì状に )1:て'!ß )j に般身.J
2
3
t
tれ
ていることが示唆される。
a
を
￡
H
‘
H
5
. 議
t
Iカ パ リ ン グ フ ァ ク タ ー と !
Iss
t
r
i
n
gの 内 部 構 造
{
!自
5
.1 1
3
2
して透明であることがわかった。さらに 、 ブロードライン領域は 車
r
h
が 我 々 の 悦 線)
j向からかなり
5
.2
.1 N
G
C41
5
1の 巾 心 核 近 傍 構 造
5
.2
.2 他 の セ イ フ ア ー ト l
型銀河との比較
t
m定される電離述続幅引スペクトルと我々の ruliWJから HE定されるそれを Jt
l
校し 、 議論 した結果、 NGC41
51のブロードライン傾1
J
点は EELRの方r
l
lに対しては山由t
!
桁射に関
5
.2 非 等 )j1¥l雌 幅身、jの 証 拠 と中 心 核 近 傍 梢 造
~
l
i
Jから
中心核光の観i
31
............
. 31
3
2
・・・・・・・・・・・・・ 3
6
1
(
¥
，
傾いた円環状構造をしている可能性がある。もし 、 こうした揃像が正しければ、 NGC4151の師射
場 の 非 等 方 性 は 、 ブ ロ ー ド ラ イ ン 領 域 の 構 造 に よ っ て 形 成 さ れ て い る の か ら し れ な l。
、
5
.3 ディスクI!α放 射 領 域 (
DI
!E
R
s
)と EELRの 関 係 一 中 心 舷 へ の ガ ス 供 給 路
3
8
6
. 結
H
4
2
Z
命
録
京都大学大宇陀観測所C
C
Dカ メ ラ シ ス テ ム
J
.
4
4
4
4
ハードウェア構成
2
. 制御ソフトウェアシステム〈観測プログラム)
・
・
・ 46
5
0
謝辞
-4参考文献
・
・
・
・
5
1
1.結論
セイフアート 2 型【 1 1 心怯-は、 1 型のようなブロードラインを持たず、 rl~: 'i;綜は ZT 制線と同じ
1
1
1の成分のみから成っている。つまり、将線スペクトルはナロウラインのみからなる。また、 r
l
'
1.]活動銀河 r
l
1心肱
t心技
活動銀河 r
(AGN)とその統一的描像
心核 i
i
l
l統光に 1型のような強い非熱的成分がなく、変 j
¥
:
;を示さない。
セイフアート鍛河の 1型と 2型の相違は、長らく論争の極になった。
(
A
c
li
v
eG
a
l
a
c
t
i
cN
u
c
l
e
i、以下 AGNと略す)の研究は、現代天文学にお
ける肢も重要なテーマのひとつである。
じものなのか、全く史なるポピュレーションに属するらのなのかが問題にな った。 ところが、
AGNは、きわめて特殊な銀河"，心核であるが、字 i
i
iに作
A
n
t
o
n
l
l
c
c
iandM
i
l
lpf(
1
0
8
5
)の研究により、状況は一変した。彼らは、 O
l
!
!
目的なセイフ
{
tする全銀河のがJ1%れ皮が AGNを有していると言われている。数的には AGNはむしろまれ
1
であるということができる。しかしながら、
な{パ:
fヘ
γ線といった高エネルギー光子の形で出されているので 、宇宙の高エネルギー師射場に対する詩う
のセイフアート 2
ロードラインであることが耽認されたのである。彼らは、すくなくともある何i
o
BLRが存花し、しかもそれが我々の視線からは隠されていること、日 LHを隠して
いる構造は厚いトーラス状であることを示唆していた。同織の観測は、i¥l
i
l
l
e
randG
o
o
c
l
r
i
c
h
の証拠を発見 した。
八GNの作イE
がはじめて認識きれたのは、 1
0
4
3年の S
e
y
f
e
r
tによるセイフアート銀河の発は
こうして、いわゆる
(
S
e
y
f
e
r
L1
0
4
3
)。彼は、恒星状の明るく J
Jい巾心肢を持ち、月 lのは;い強い師線及び峨々な
るセイフアート銀河は、その後の研究により多数発見され、現在では
AGNの統一的措像 (
U
n
i
f
i
e
dScheme)が構築された(例えば、 L
aW J'(-'I1CC'
1
0
8
7
)。それによれば、セイフアート 1型と 2j日は、実は閉じ内部補j告を j与つ、全く￨行l
じポピ
氾蹴状態の綿綿の浪花した非常に特徴的なスペクトルを持つ、一群の銀戸1を先見した。このいわゆ
A
レーションに属する天体であるが、その構造は J;R 対称ではなくむしろ ~IIJ対的;であり、代々が見る
AGNのプロトタイプと認
角度によって 1型に見えたり、 2型に見えたりするのである。つまり、中心核のまわりに分f
I
，
札、
識 dれている。
l
不透明なトーラスが存在し 、その事I
I
J
f
f
i
から見ている天体は、中心核まで完全に見通しているのでセ
]
n
Jはその光皮の大半を、空間的 l
こ分解されては見えないほどのコンパクトな r
j
l
セイファー卜釦 j
心抜から欣射している。その [
1
'心核スペクトルの特徴からセイフアート
1'
1
2、 2J~2 の
イフアート
2 つのタイ
るような強い非熱的成分を持つ。水紫のパルマ一線に代表 される許容師線は、ブロードライン
と呼ばれる線巾の極めて広い
4kmcl)成分を持つ。また、禁制線は線巾が比較的放く
(
r
v1
0
1型に見えるが、 トーラスの申1
1
1が我々の視線から大きく傾いていた助合には、
トーラ
スによって中心核近傍の附造が槌い隠されてしまい、セイフアート
プに分額される。セイフアー ト I型 r
l
'心核は、i!J!統光に、フラックスが川被数のぺきに比例す
('¥
型銀河には
(
1
9
0
0
)によっても行われ、彼らはさらに数個のセイフアート 2型銀河の (
I
"
J光スペクトルに R
T，
n
は無視できないものがある。
である
一
NUCIO(
i8のパルマ一線は強い山総偏光を示し、 l
{
l
I
i
光成分で見るとパルマ一線ははっきりとブ
AGNは銀河自身に重要であるばかりでなく、宇
宙スケールでも非常に， Ú~ な役割を担っている。ことに、 AGN の放出エネルギーの多くは X 線、
T
卜 2'I'! 錦戸!のプロトタイプである、 NGC1068 の"，心肢の偏光分光制 illil を行 っ た。その付 ~I~ 、
AGNは数光迎粍皮の桶めて小 dいスケールの
コンパクトな飢 J~ であるにもかかわらず、そこから鋭州全体の放射虫に ITÇ 敵する、或はそれより幾
桁も大きいエネルギーを欣'Prしている。従って、
4
5に両者は本目的に同
ぞ¥
￨
怒E
された中心核光や
2~巴として制御l される。担い
BLRは、 トーラス内壁で反射され、かろうじて偏光した散乱光でのみ見えあ
(関 1
;"'
i
l
s
o
n1
9
9
2
)。
(
'
"1
02-3kmS-I) 、これらはブロードラインと対比させて、ナロウラインと 1予ぶが、電離状態は
r
jぺ
"
1
:のものからコロナルラインまでひろがっている。ブロードラインは、 H
今間間隔の短い変光
を示し、しばしば、
1
0
1
5
1
6cm(~O.Olpc)
担皮の巾心核のごく近傍にある領域から放射されていると考えられてい
る。この領域をブロードライン領域
(
BroadL
i
neRe
gi
o
n
;以下 BLllと附す)と 1予ぶ。ナロウラ
インは変光が観測されない。このこと及び他のいろいろの事実から、この般の師線は、
広がった、
ン傾城
ト2広 が った締線政射傾城
(EELR)
r
l
'心妓辿杭光の変光と同則して変光する。このタイムスケールから、非保
BLnより
1
0
0
p
cスケールの領域から放射されていると考えられている 。この領域をナロウライ
(Na
r
r
o
wL
i
ncl
l
e
g
i
o
n
;以下 NLllと附す)と呼ぶ。
-5
さて 、多くのセイフアート銀河には、全節で述べた
BLRゃ NLRの他に、数キロパ ーセ
クのスケールで広がった師線放射領域が観測されている。これらの抑線 hx~・1 飢 h~
(
E
x
t
e
n
d
e
d
8
m
i
s
s
i
o
nL
i
n
eRe
g
i
o
n
;以 下 EELR)は、何線強度 比 T
(
[
O
I
T
I
]入5007;
¥
)
jl
(
1
Ts
)
>l
:という比
較的高い電離・励起状態にあり、この特徴は系外銀かjの
J
TI
I領域とはま
ったく見なることを示し
ている(例えば、 Po
g
g
e1
9
8
8
a
，
b
;W
i
l
s
o
ne
ta
.
l1
9
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-
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tL:
…
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r-、く〉
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u
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7
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)
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l
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mn
u
c
le
u
s，
p
o
s
s
i
b
l
y
e
n
t
r
:
l
1n
lOg
g
a
s
いる。このことは、
EELRの物理の解釈に理論モデルによる不確定性が入りにくいことを怠l
ほし
ており、モデルパラメータによって解釈が激変することが少ない。次に 、 r
P
.LH.は空間的に分解
されているため 、 ffi~ な物1型的 hl( 電子密度 、 'l[i蹴パラメー夕、運動学的 1 1 1 など)が la段、空間的
にマッピングできる。これは、中心核や
I
'
¥LR?
BLR が空間的に分解できず、間 i
芸的かっ モテ ル依存性
P
のi
苛い方法によってしか物理諸討を得られないことと際だった対比を示す。 q
J心 核
1k
p
c
1
・1
00p
c?
m縦阪からの
距離は自慢決まるし 、 EE
LRのそれぞれの場所での抑制!は比較的狭い密度純 IJIlのガスか ら政身、
J
dれ
ている。対するに 、 中心肢の自慢分光は 、非常に広い慌皮純問
(
1
02 ~ Ne~ 1
0
7Cllla
)にある
プ
/スの仙 却 を 加分 し て し ま っ て お り、どこを見て い るの かが判然としない。こうした W
r
lr
から 、
a
c
c
r
e
l
o
n
l
o
r
us
EELRといった中心肢の渇か外側 の領域を詳細に悶べることで 、逆に中心陥近伐の桃 j
告や r
l
l
心核
活動の本質に迫ることは 、 今後ますます重要になってくると思われる。
我 々 は、 このような
EELR研究の重要性の上に立って 、一 つのケーススタ デ ィとして 、近
傍のセイフア ー ト銀河である
NGC4
15
1の EELRの観測を行うことにした。
g
a
s
.
n
a
r
r
o
wl
i
n
e
e
m
i
s
s
i
o
n? r
e
g
i
o
na
n
d
r
a
d
i
oe
m
i
s
s
i
o
n
?
図1
.AGN の統一 的描像 (
W
i
l
s
on1
9
9
2より 抜粋)。 中心怯・"&.び‘その近傍の
1
.3NGC41
5
1
BLllの外側に分厚いトーラスが存花し 、 そのトーラ スを見る向 l
慌によって 、
セイフアート
NGC4151は 最 も 近 い セ イ フ ア ー ト 銀 河 の ひ と つ で あ り 、 セイフ 7ー ト I~\'I 銀河のプロ
1型と 2型が分かれるとする。 トーラ スは非等 }jなr(J心肢稿射
を作りだし 、 トーラスの軸方向に逃げた師射 に よ っ て
EELRが形成される。
ト タ イ プ と し て 有 名 で あ る 。 そ れ ゆ え、 こ の 天 体 に 関 し て は 多 く の 詳 し い 研 究 が な さ れ て い
る
。
a
.
.
1(
1
9
8
8
)によれば 、多 くの EELRは、細長 く延 びた構造 を有 してお り、 その長事111は、 中心核
NGC41
5
1の EELRは、 F
川
1
、
r
T
M
吋
1
r
'
i
c
k
ea
nd R白
e
i
n
ha
剖r
巾{
c
は じめてその存在が認i
誠
挽
さ れた
。
I
Te
ckmanandBai
lc
k(
1
9
83
)は、J
Iα+[
Nl
I]
入
入6
5i1
8/83Aと
近{
芳の電波梢造 、 1
¥
H皮ジェッ トの方向 と相￨民!が認められる。 これ らの特質から 、 EELRはセ イ
[OIlI)入 5007 A の 1央部 i州最像 によ り、中心核に対し 北京か ら南西 に細 長 く 延びた 、 EE L I1 の Hal~
フアート銀かj
のr
l
'心紘活動と密接なつながりがあることが示唆される。
な構造を明ら か にした。後 に
EELR の一般的性質を 、 前述の AGN の 統一 的揃像を関連づけて前択するならば 、 E8LT
I
は
、
r
l
J心骸まわりの/，;いトーラスによって形成された非等方な中心核幅射場によって培雌芯れた傾
Mである 、 といえよう(阿
l参照)0 EELRの広がっている方向には 、 l
[J
心技師 9
・
jはほとんど遮
さら に
Sc
h
u
l
z(
1
9
88)は
、 南西側 に延 び る構造 の :
J
r
を"
s
t
r
in
g
"と呼んだ。
Sc
h
u
lz(
1
98
8
)は、こ の "
s
t
r
i
ng
"中のいくつかの ノ ットの [
OTH
]
入5
0
0
7;
l
/l
Is
強度
比 が、 中心核のべき紫外光による光電離モデルと矛盾しない事を指摘した。彼はまた、
"
s
t
r
i
n
g
"の
迎動を調べ 、 それが非常に穏やかであり 、 Bo
s
0
1
ae
ta
.
1(
1
97
7)による巾什水よの j
生度以とよい
"
s
tr
in
g
"のガスは、
られる 事 なく到述していることに なる 。もしそうならば、 EELRは中心核の的報に宮んでいると
一致を示す事を発見した。従って、彼は衝撃波による 1
¥1雌の可能性を排除し、
巧えてよ いであろう。従って、 EELRの研究はセイフアー ト銀河の中心核活動を掠 ることにつな
r
l心核 から非等方に放射 されたべき連続光によって m
離されていると結論した。
Pe
r
e
ze
tal
.(
1
9
8
9
)や Pe
l
・
e
z
-Four
nonand¥Vi
l
s
o
n(
1
9
9
0
)は、 CCDを用いて l
fαと
がると考えられる。
¥
V
il
s
on(
1
9
9
2
)によれば、 EE
LRの観測は、 l
立段中心核や B
L
T
Iをむl
i
f
l
l
Jするよりも 、次の
[
OT
1
1]の狭帯域栂像を行い 、NGC41
51の EELR の 2次元的なガス励創立の分布を調べた。彼
J
iで {i手IJである。まず 、 E8LRの物理は 、 r
l
J
心核そのもの 、 或は BLRの物珂に比べて単純であ
らの結果によると 、E日LRの北東側と "
s
tr
i
ng
"は両 }Jとも高励起状態にある 。 さらに、彼らは中
る。これはおもに
3
EELHが比較的薄いガス州立 (Ne三 1
0
c0
1-3)を持っていることに起閃して
一7
-
心核付近に
EELRと垂直方向に広がった 、lTα/[OT
T
I]比の低い低励起ガスのバンド構造が存在
-8
-
2
. 観測
することを示した。この構造ついて、 P
e
r
e
ze
ta.
l(
1
9
8
9
)は EELR方向に中心肱電離村射を
988年 5月と 1989年 5月の 2回に渡って、同j山天体物理観測l
所の 1
8
8
c
l
l
l望
観測は 1
'メー卜している濃いガストーラスであろうという解釈を提出しているが 、 Pe
l
・
e
ze
la
.
.
1、
コJ
Pe
r
e
z
F
o
u
r
n
o
na
n
c
lWilsonともに、中心核のブロードな I
I
α 成分の混在の結果、そのような構
1
l
i
J
所所有の Pr
i
l
l
c
e
t
o
l
l
S
c
i
e
l
lt
i
f
i
c1
1
1s
t
r
ulJ1
ent
s社
遠鏡を用いて行われた。最初の観測では、観 i
造が現出した可能性を指摘している。
CA社製 SlD501EX型である。H.CACCDは
製の CCDカメラを用いた。 CCD素子はn.
1024x640画素を持っているが、 CCDの行と列方向にそれぞれ 2画素をピニングして、実際
以上のことから、 NGC4151の EELRに関しては、これまでの研究により、その梢造の大
には画紫サイズ 30μmx30μmの 5
12x 3
2
0画紫 CCDとして用いた。 CCDの l匝i
来は天球
r
n
mされてきている。しかしながら、 EELllの性質とその中心核活動との関係を m解す
筋はよく J
上で 0
.
6
7秒角に相当する。 H
αと [
O
I
I
I
]入5
007Aの 2つの狭帯域像はこのシステムで-得た。
るためには、より詳しい物理川浩を訓ベる必裂がある。より多くの抑糾による扶.:，::J或H~ 倣 illtJ光は、
さらなる詳細!な研究のために有用であろう。このような動機から 、我々は、酸紫の
2回目の観測では、京都大学所有の Pholometrics社製 CCDカ メ ラ (Ohtanic
ta.
l 1992)
3つの異なる
を観測所に持込み、望遠鏡に取り付けて行った。このカメラは、 Tho
1
l
1S
0
1
1社製 7882CDA~巴 CC J)
O
I
II
]
入5
007A、 [
O
I
I
]入3
727A、 [
O
J
]入6
300A、及び IIaの狭帯域搬{象観
屯脱皮の間線である [
を装備しており、さらに紫外域で感度をもたせるための特殊コーテイング (
M
e
t
a
<
.
:
l
t
r
o
l
l
l
e1
1)
n
測を NGC4151 に対して行った。
0
1
]の観測は成功しなかったが、我々は他の締線の観測カ=ら、 EELR以外の成
その結果、 [
が施しであり、 [011] 入3727λ の観測に用いた。 ζ の CCD は困紫サイズ 23~Lm で、 570 x 3
8'
1
画素を有しており、 1画紫は天球上で 0
.
5
1秒角に当たる。この時の制I
Jでは [
01
]
入6
300Aの 側l
リ
分を注意深いデータ解析で取り除く事によって、電離ガス質量、電子密度、体積フィリングファ
も試みたが、精度の良いフラットフィールドを取得するのに失敗したため、この研究ではその
こ対して求める*が H
!
，
クタ一、電向性パラメータ等、様々な物理パラメータの 2次元分布を EELlll
データを用いないことにする。
来た。そして、その結果から、中心核の電離稲射の非等方性と、それを生じる椛造について、ある
これらの狭帯域撮像では、我々は良い輝線側う日書度を達成するため、矩形に近い波長j
昼過特性
モデルを提唱する事が出来た。
を持つ干渉フィルターを用意した。これらのフィルターは、それそ'れの中心波長を NGC4151の
なお、本論文では、 Hu
bble定数として I
I
o= 75kmclMpc-1を採用する。 NGC4151
赤 方 偏 移 (990kmS
1)に合わせてあり、数 100kmclの籾線速度巾を十分カバーするようなバ
の赤方偏移は z
=0.0033であるので、上記の Hu
b
b
l
e定数を仮定すれば、 NGC4151の距離は
1
1を持っている。輝線{象から連続光の成分を取り去り、純粋な輝線像を得るため、削{似の寄与
ンド 1
13.7Mpcとなり 、従 って 1秒角は銀河上で 67pc'
こ相当する。
のない連続光の波長に合わせたフィルターも用意し、それらのフィルターを用いた像も取得した。
、
l
i
J
光をするため、銀河の露出と前後して、分光 i
J
l
J
光用標準星
観測の記録は表 1に示す。絶対iJ
I
IZ44(Oke1974)のデータも取得した。観測夜はすべて測光夜であり、典型的なシーイングは
o
f
2秒角若しくはそれ以下であった。
-1
0
-
-9
-
1
<1.観測記録
B
a
n
d
D
a
t
e
入
。
Hα+[N1J
c
on
t
i
nl
l
l
ll1l
1
9
8
8Ma
y1
6
1
9
8
8May1
6
1
9
8
8May1
7
1
9
8
8May1
7
1
9
8
9May2
1
9
8
9.
M
a
y2
6
5
8
9
λ
6
0
9
0
λ
5
0
3
5
λ
!
:
:
:
.
入t
E
x
p
o
s
u
r
e
今回の観測では、一枚のフィルターに対して加数のイメージを取得しているが、データの
CCD
S/Nを仏J1:さぜるため、これらのイメージは i
l
lね合わせをした。このとき、それぞれのイメージ
0
0
7
λ
[
O
J
1
1
J入5
c
on
t
l
l
lUU111
[
Ol
1
J
入3727A
c
o
n
t
l
l
l
uU111
5665A
3
7
4
5/
1
4
.
0
1
0
λ
5
4
λ
9
4
λ
1
0
2
λ
6
0
λ
45A
120A
RCA
6
0
0
3X 2
3
0
0
3X 2
RCA
RCA
3
0
0
3+6
0
0
3X 2
6
0
0
3X 2
RCA
1
8
0
0
3X 3
Thomso
n
Thoms
o
n
1
2
0
0
3X 2
に写っているフィールド星を用いてイメージ同士の位置合わせをした。重ね合わせ後の抑制 r
j
l色{忽
と連続光イメージは、さらに位置合わせをした後、銀河のディスク部分のがl
f
皮が同じになるように
お互いの強度のスケーリングを行った。スケーリンク1去のあ11線 I~色惚から、対応する辿杭此イメー
ジを引き、述統光のお与のない、純粋な抑制U
l
l色微を得た。
1: の iïlij{~! の抑皮のスケールを、次の手続きにより、絶対的な仙に較正した。まず、分)t:ðllj)t;
t;~~tf/jLt1 のデータをrtJいて大気吸収を川疋し、名刺!線 111 色像の絶対光!立への変換をした。次に、孜々
の銀河による殴収と
NGC4151自身の内部吸収の補正を、亦化量日 (
B
-V)=0.05mag(
P
e
n
s
t
o
l
l
e
ta
l
.1
9
8
1
)を仮定し、 M
i
l
l
e
ra
n
dMathews(
1
9
7
2
)によってパラメ ータ化された ¥V1
1i
t
J
o
r
d
の赤化 r
1
l
1
線を問いて行った。
3
. データの控約と解析
3
.
2111 色{象に似入した他の削ltJ~成分の補正
3
.
1 データ整約
t
m
測データ挫約の初 J
V
Iの段階で は、
1
日システム
上 で 、 天 体 幽 像 処1
国立天文台天文学データ解析センターの
SPIRAL(l
c
l
t
i
k
a
w
aeLa
l1
98
7
;O
k
a
l
l
l
u
r札 1
9
8
8)を
しかし、その後のほとんどのデータ処理は J
;t都大学宇宙物 l
史学教室の
上で、米国立光学:天文台から 供給されている画像処理システム
データ処理の流れ は以
それぞれの
mいた。
いるため、
[OT
T
T
]単色像からはその智子与を川 疋しておかなくてはならない。この 2つの付税はと
らに同じ励起レベルから、わずかにエネルギーの異なるレベルへの溢移線であるので、その強度比
S
UN ワークステーション
はそれぞれの溢砂確率の比に等しい。フ ィル ターの波長透過 l
山線と 、2つのが1
線
J
RAFを用いて行った。
[
01
1
1
]入5
0
0
7;
¥
:
[
OI
I
I]
入4
959Aの遷移確率の j
七=3:1から、 [
OT
T
I
)
入4
9
5
!
)
Aの寄与を f
t
t:定し、観測された 1
1
1色
Fのように なる。
像を ~"jJE して、 [OIIT] 入 5007A だけの表面抑度分布を得た 。
CCDデータからバイアスと暗電流成分を差しヲ￨いた後、各フィルター毎にトワ
イライトスカイを槻ったフラットフィールドフレームで削った。Il
CACCD は薄型 1
Y
l
函
J
l
.
日
身
、jタ
イプの
[
O
T
J
J
]入5
0
0
7
λ 用 に今回用いたフィルターのバンド幅内 i
こは、 [
O
I
T
T]
入4
959Aが一部似人し c
F
ACOsI~ J i
9
0
CCDなので、 それで撮ったイメージには薄いシリコン府で生じる干渉紛が写る。我々の
この補正手続きには 、 [
OT
1T]時総 プロファイルの空間分布が必袈である。これには、r!J心怯・
('.
から
6っと束、 1
0
"南商の閣の領域は、 Sch
u
lz(
1
9
9
0
)によって得られた [
Ol
T
I
]判線プロファイ
データの場合には、ピーク I
WでがJ
.1
0%程度の強さを持つ干渉紛が認められた。乙の+捗紡の 1
1
W
l
ルのデータを用い 、それより外側の領域に対し ては 、町線は デルタ限￨数的プロファイルをらつもの
性は側めて山く 、よJ
Gのフラットフィ ールデイングの手枕きで1まぼ完全に取り除けた。 '
1
'1
101
1附 り 1
1
とした。そうすると 、我 々 の
CCD は、 J'~.型表 ILúJ!<<~.J .タイプであるので、 RCA CCυ で生じたような￨二捗糾はでなかった。
定であり、
CCD をmいて長時間鉱山をした場合 、高エネ ルギーのj
j
J
(
射 線 が CC
D表山jに人身、jし、 それ
によって、民常にカウントの高い箇所が
ことを一般に宇宙線イベント
CCD上に生じる。こうした異常な尚 }Jウントの箇i!Jf
の
(
C
o
smi
cr
a
ye
v
ents) と呼んで・いるが、 それらは II~i 像の U 視により
取り除いた。
E8LR全体にわたって 1
7:
t5%であることがわかった。したがって、この市乍を
注し引きして 、 [
OT
T
T
]
入5
007A町線のみの師皮分布とした 。
一 点、
n
αフィルタ ー で{!}.
t
こ単色像には、
[
N
ll
]
入
入6
548/83Aの寄うがある。 Bo
k
s
c
>n
h
er
g
eta.
l(
J
9
7
6
)は、 直径 1
0
"のアパーチャーで NGC4151の巾心核の分)t:i
W
J光を行い、 10のナ
ロウライン成分の
-1
1-
[
OI
T
T
]tt1色像に対する [
OI
Ir
]
入4
959Aの寄うは空間的にほとんど一
[
NT
T
]に対する強度比が1.6で あ る こ と を 見 い だ し た 。 こ の Mと我々のフィ
ルターの波長透過曲線から求めた、中心核から半径
-1
2
-
5
"以内の [
NJl]の容ワは 3
0%であった。
EELIlのより外側の間以では、 S
c
h
u
l
z(
1
9
8
8
)の結果(J(Jfα
)
jT
(
[
N
J
T
]
)=2
.
0
)から、 [
N
T
J
]の
計守を
1
.結 果
2
5%と H
E定した。 T
(
Jα
)
jI
(
[
N
J
T
]
)強度比の宅問分布は完全には得られていないので、以
￨
二の結果はいくらかの不定性を践している。 しかし、 たとえ、
変化していても、結果の
4
.
1 }f~ {
，
島
T
(
I
I
α
)
j
T(
[
NH]
)強度比が 2倍程度
T
I
(
¥
'光度はたかだか 1
0%変わるだけである。
巾心の
3
0秒 角 四 方 の
]
fα、 [
OT
J
I
]、 [
OT
l]名 t
l
1色 像 を 図
2aか ら附 2
cに 示 す。 1[aと
[
OHT
]の単色像は既に Heckma
.
na
n
dB
a
l
i
c
k(
1
9
8
3
)、Pel'e
z述 (
1
9
8
9
)、 P>
e
I
'
(
・
z
F
O
l
ll'1l01l a
l
l
d
3
.
3 ブロードライン成分の陥汗.
!
!
((
fのt
J
;県 とjヒ
1
'
止する 。
W
i
ls
o
n(
1
0
9
0
)等によって得られている。以下で、孜々の結果をこれら J
NGC引 5
1はセイフアート l型であり、 r
l
'心松・のパルマ一線には強いブロードライン成分が
{UEし 、 我 々 の nα
1
1
1色{象ら中心核付近はブロードライン成分の影響がかなりあると思われる。
θ
亡
〉
1
Iα単色像から、 このブロードライン成分の寄与を補正しなけれ
ばならない。中心核付近での ]
fαブロードライン成分の寄与を見積もるため、
OT
T
T
]
入5
007Aの
I
(
o
s
k
i(
1
9
7
6
)の結果から [
肢を r
l
'心とする直径
]
f(Y狭線成分に対する強度比を
O
s
l
e
r
bl
'
o
c
ka
n
d
:
3
.
7
4と仮定し 、中心
2
)
)
(おおよそシーイングサイズ)の門領域で、観 i
f
l
Jされた [
OTl]
l入5007A強
f(y1
1色像において、 1
['
Iαフラックス
心核の 1
f
J
t
と 1
1α強度の j七般を行った。 その結果、我々の l
のがJ1
0%がブロードライン成分の寄与によるものである事が分かった。
n
υ肖︿凶﹀HH︿ J同出
U凶∞
EELHの構造を制べるためには、
d
s
c
a~
5
。
。
ブロードライン成分は、空間的に分離できない中心肢の点光煩から放射されているので 、我々
(
PSF)と等しいとしてよい。
よって、 1
r
'
¥
(tl1色像からブロードライン成分の影響を取り除
くため、同じフレーム'1'に写っている星の像から
た
/
ヘ.
(
P
S
F
)を求め、
その
p
s
rの総強度がt
W定され
1()'ブロードライン成分の強度と等しくなるようにスケーリングを行って、
からスケーリングされた
、
。
の J
[
(
¥
'巾色像におけるブロードライン成分の空間的広がりは、 ポイント ・スプレッド ・ファンク
ション
ρ
o
日α'
1
1
色像の r
l
J心核
。
。
+20
RELATIVEARCSEC
PSFを差し号￨いた。
m
図2
a
. NGC1151のlJα+[NI
I
]
入
入6
5
4
8
/
8
3
;
1 色像。連続光を J
tしづ￨いた
輝線単色像を等高線表示したもの。図の
の中心、座標
(
0，
0)
tが北で、左が束。銀河の1
['
心核は凶
にある。等高線は 0.5 等級毎 iこ引いである。1t.~:ら ftl い 25
高線は 、 表而師皮 l
.6
2x 1
O-16e
r
c
s
e
c
-2o このは￨において、
r
gcm-2S-I a
[
NI
T
]の寄勺は 3
0%以下である。
l
1e
ckmana
n
c
lB
a
l
ic
k(
19
8
3
)は、彼らの(!}た [
O
J
I
I
]単 色 像 i
こ基 づ いて、
IGC1
1
5
1の
EELTlの主な特徴を次のようにまとめている。彼らの単色像によれば、 NGC4151の EELRは
r
'
l心政近傍の明るい桁門状部分と、南西方向に延びた紺l
長い部分からなる。彼らは、中心肢の
-1
3
ー
1
4-
。
~
U凶的U凶 ︿ 凶 ﹀HH︿A叫凶
︿J凶凶
U凶的U肖︿凶﹀HH
。
、
ぜ
d
、~
r
c~
-
。
>1
二
3
Jo
<
f
・・
電
。
ロ
2
0
N
③
{¥
。
o
+20
RELATIVEARCSEC
。
。。
+20
RELATIV
EARCSEC
図2
h
. [01
1
1
]入5007A単色像。図の向き、 スケールなどは図 2aと同じ。品
[
on]
入3727A単色像。最も低いて字山総は、表而何度 9
.
0
HX 1
0-16
e
r
gcm-2S-1 a
r
c
s
e
c
-2。
c
.
図2
も低い等高線は、表而締度 4.
09xl
O-16ergcm-2S-1 arcsec-2o
同り i
こ広がるも っとも 1
リ
j
るい 5秒角 x3秒角の領域を、"c
r
o
wn"と呼んだ。 '
1
'心核から南西方
P
当
ゐr
6
閃
'
e
白z
-Fourn
0
向 (P
.A.=228 ) に細長くのびた部分は、いくつかの明るいノットが、中心肢から 20抄 f
(
j
1
色{象で認められたものである。
月
(
記 1.5kpc)あたりまでほとんど直線上に並んだような椛造を していた。 Schulz(
1988)は、後に
l
ic
k(
1
9
8
3
)による Ha単色像よりもずっと深い H0'~11色像で
図 2aは、 HeckmanandBa
誌を、 "
s
t
r
i
n
g
"と呼んだ。 この論文では、 この細長い柿造を、以降 "
この特徴的な附j
l
l
B5.
1
川g
"と
1I'f-ぶことにする。 さらに、 これらの構造の他に、 P.
A.=750 、中心核から 5抄角離れたところに突
起があり、 また、中心肢の北京 l
こうすく広がったハロのような椛造が認められる。 このハロは、
n
ある。 1
Iα放射領 i
或は、
[
OT
I
J
]放射領域と全体的に似た形態を示すが、 [01
1
1]欣9
・
J
M
J
或に比べてよ
り広がっている。拡がった低包離ガスが、
[
OT
lr
]1
'
1
色像で見られるような，u
j
1
l
l雌 J
lスを取り附ん
Jα師線放射領域は、 J
I
Bs
.
t
r
i
n
gに対して中心肢の反対側に、
でいるのかもしれない。 J
0砂角まで広がっている。
少なくとも中心骸から 1
m
O
I
I
J
] 色倣(図 2b) でも認められる。肉 2bにエッヂ強制
上記の特徴は、すべて我々の [
[
or
l
T]放射
領域よりも広がっており、 Pe
r
e
z
-Four
nonandWilson (
1
9
9
0
)によって指摘されたシェル状
処町~ (ラプラシアンフィルタ処I'l
の椛j
笠が見える。 このシェル状構造は、中心核の 1
7
"u
.
Utにあり、中心岐に対し広がりが
l
Ieckmanand Bai
lc
k(
1
9
8
3
)は
、 J
T
Bs t.ring が、 IIJ心核か ら 8" 、 11 " 、 1 6" 、 1 8" の~[!f1l!f にあ
'~n を張っている。
Dを施した阿〈関 2d)では 、 さらに椛jさがりI
J
仰になっている。
G
OOの
<1によれば、 もっとも1]'心岐に近いノット
る 4つのノットからなることを見いだしたが、関 2
[
OT
T
]放射領域は [
OTH
]ゃ 1
Tαよりもずっと附く、広がりも小さい(似I
2
c)0 L
I
'心怯周りの
q
l
crownが主たる構造であり、 P.A.=75。の突程情j
告がは っきり見える。 それに対し、 [
0
1]
1 色像
はlf1心肢から 6
"の距離にある 。 さらに、図 2
<1によれば、 1
8
"のところにあるノットは、
m
t
r
i
n
gと霊前 }j向に並んだらので
の塊ではなく、 3つ或いはそれ以上の小さなノットが HBs
t
r
i
n
gはほとんど認められず、かろうじて r
l
'
心岐にもっとも近いノット
では、 1
fBs
あることが分かる。 そして、 P
.A.=135
。に弱いノットあるいは突起がある。 これらの特徴は、
見える。 この結果から、 HBs
t
i
n
gのノットは高い励起状態にあるガスからなることが示唆される。
一15
-1
6
-
(s
"市西) が
•
、
。
o
RELA
TIVEARCSEC
図2
d
. ラプラシアンフィルタ処理(エ
y
ヂ強調処理)を行った
N
色
4
0
+20
。
、
d
認
U凶∞U凶 ︿ 凶 ﹀ 戸 ︿J凶肖
U凶∞U肖︿凶﹀ドH︿J叫凶
•
N
樹
G4
DHER
2
0
0
20
40
RELA
TIVEARCSEC
@
60
aよりも広い範聞で示した NGC4151の1I0'単色像。 関の表示純
図3 図2
[
O
J
IJ]叫色
囲は、東西に 1
3
0
"、南北に 1
1
0
"。図の上が北で、左が束。 この図は、銀河
像。図 2
b，こ比べ、 EELRの構造がよりはっきり分かる。
P
.
A.
:
:
:1
3
00 ) のほとんどすべてをカバーしている。中心
の星による棒状構造 (
核周辺の広がった輝総放射領域と、銀河ディスク中の Hα放射領域がそれぞ
図 3は、肉 2よりも広い範聞の nα単色像で‘ある。前述したような中心核近傍の日 ELRの
他に、いくつかの明るいガス脱が中心核からはるかに離れたところにある。 これらは、 ~V可のディ
れ、EELR、 DIIERとして示されている。 "
G1"、"
G
2
"、"
G
3
"及 び "
G
4
"
スク中 i
こ位置している。図の東南と西北￨
刊にある 2つのもっとも大きなガ‘ス塊は、 それぞれ、銀
c
h
u
l
z(
1
9
8
5
)によって同定されている I
Iα放射領域である。 "
G
5
"は本
はS
河ディスクの棒状構造(Si
m
k
i
n]
9
7
5)の両端に存在する。
.
r
"
"
¥
3番目 i
こ大きなガス塊は、体状
m
i
芭
l
J
J
I
のヱッヂに分布
の西北端と巾央の EELRの間にある。 より小さいいくつかの塊は棒状梢造の北f
している。
[
OI
T
T
]単色像では、
研究によって新たに検出された領域である。
n
4.
2師線強度
これらの I
Iαで見えるガス塊のうち、 もっとも明るいものがかろうじて 4
食
I
T
I
山できるだけである。 この事は、 これらのガス塊が低電離であることを示しており 、 これらが J
前述した形態学的特徴から 、 EEL
R の比較的明るい部分を図 4に示すような 1
0(
[
b
lの小傾
r
p
(
1
9
7
7
)の結論を支持するものである。従って、 これら銀河ディスク中に
領域である、 という A
域 (R1-RI0)に分け、各領域毎に籾線の表面 i
f
i
l
J光を行った。 これらのすべての伺域は、
LRとは異なる起源、を持つ事が明かであり 、我々はこれらを
分布するガス塊は 、中心核近傍の EE
eckmana
n
c
lB
a
l
i
c
k(
1
9
8
3
)の c
r
O
W
l
lと、北京
解析を容易にするため、長方形にとった。 l
I
ディスク n
α 放射領域 (
D
i
s
kHC¥'E
m
i
s
s
i
o
nRe
g
i
o
n
: DHER)とI
J
手ぶことにする。図 3で示した
r
o
W
l
lは、は っ きりした境界を持た
(P
.
A
.=750) m
l
l突起は 、 それぞれ R8と R7に相当する。 c
c
h
ul
z(
1
9
8
5
)によって同定された、
j
並り、 これらのガス塊は 、 S
"G1
"、 "G2"、 "G3
"、"C
:'
1
"
ないため 、 R8、 R9、 R
10の 3つのアパーチャーで削I
1光した。 R
I0は、 1
1
7、 R9も含 めた
に相当する。 "
G5"は、S
c
h
u
l
z(
1
9
8
5
)は同定しておらず、我々の観測により新たに検出された領
EELRの中央部分をほとんどカバーしている。中心核から、 6
"、 1
1
i
或である 。
I
ノットは、 それぞれ、 R6、 R5、 R4+R1、 R3+R2に相当する。 EELR全面の輝線強度の剖J
唱
マt
ι
'
-1
8
-
〉
一
一
vuqf 豆
﹂リ弘印刷
v
s
z Z一=作、回併合汁384
一R E J hsB8知
.
ω一
m
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U
門
け可
ー
'
- O品目。-.供ω
u
お
﹃プ一Oコ一 δ ∞O渓史﹂二こ
一o=
u
件
図 ων 什Eros
・.一
ヨ
室 ν何点叩布、u汁盈箆04E世wd函ム- b
働市此阿片・ペ弘山制。
。
↓
J
門
主
山 γ}﹁汁hV8・q険制。
々
、
三
一
一
一 δ知 b殺虫迄8号ゆ斗A・
d
、
・2 4 d汁。
J
U 事由蕗 VFE' 図 A S P J什炉、ヂヨ一一8嗣 司
一
作樗'岸田川市 川判﹁汁。
UN
O渓
)
(54∞
b
ω
、
・よ 戸、市洲﹁汁O A
沼田 E 3・d
目
、
占
河
合sg主8号、P駕 Mymue
nJ 晶
州知ω8当 ω室'以，しω室 ア
一
・
内
n切﹁パ弘山制。 hhd-J = 41
8 E8+喜一三デ 空室﹁汁旬、US器薬 SUψ・ 1 UF作詩白川市助蛮蕗串1
一Zコ一8説明作出円、戸8掛布市芸同﹁ペ伊刷。州知8b2 吋R
wd民、八汁作枚。 ，
u
、
・ こデヨ
Jw 1
1
、
w討﹁戸 8森川Vψ・
立'-
︼
﹃
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﹃Q'一o=-一'一o=一 8 稼 法 問 立 ' 占叩斗戸内4H' 。・ω×]{()Aoo--mω1-' ωム×
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.
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点二戸市三ア
排出=肖打合ヰか
J
{司丘ユコ供﹀ δ裁法一両立' =内4dω・H×zso--mωlf
戸。(}
仰い。戸Hl
FJ
ι・0×Hose-伺ωl-4針。汁。常時'慰問
片宇一併合パ
(20さ コ ) MYmvb
。
一寸吋・戸×一082.伺ωL・q伊 d汁
一o=-
。
与
。
∞
LVn汁 ψ
O)拝。=8・判、 4lWA--(れ 含 江 '
sg沌詳湘什汗窓﹁ペ
。
∞
ベ '︿2(戸
FJ
戸時ぺ
れ品H-VS
立いわゆ' れ品、
83持室持、lu可市三
ト
{ZZLo尚嬰﹄弓OH4ur
ヨ ωl-Z℃の1-R港当一・斗が作
怠 δ立 沼 市 ' ]
一しFAGS+ ygo寸法白川作一。=一しFω芯斗持同市指情
の土 ω一号、P鶏 δ 一Oコ一
w 中斗が)4ZO
二回問
-NO{
τ 刷。
一
戸
、
ペ
=)I
〉
表2
a
. 広がった輝線放射領域の輝線フラックスと光度
[
o
n
n入5007
H
α
[
O
I
I
]入3727
(
e
r
gcm2c 1
)
l
u
m
i
n
o
s
i
t
y
1
(
e
r
g
s
-)
(
e
r
gcm-2c1)
l
u
m
i
n
o
s
i
t
y
1
)
(
e
r
gS
3
.
9X 1037
9
.
8X 10-15
2
.
1X 1038
<2.0X 10-15
<4
.
3X 1037
3
.
1X 10-15
6
.
6X 1037
1
.
0X 10-14
38
2
.
2X 10
く
3
.
1X 10-15
<6.6X 1037
1
.9x2
.
8
3
.
2X 1
0-15
6
.
8X 1
037
1
.2X 1
0-14
2
.
6X 1038
<5.9X 10-15
1
5
2
.
8x2.
4
5
.
9X 10-15
1
.
2X 1
038
2
.
0X 10-14
4
.
2X 1
038
く
38
<1
.3x1
0
38
<1
.
0X 1
0
R5
1
1
4
.
3x4
.
3
2
.
3X 10-14
4
.
9X 1
038
8
.
0X 10-14
1
.7X 1
039
<2
.
3X 10-14
R6
6
.
3
3
.
9x4
.
3
6.
1X 1
0-14
1
.3X 1
039
2
.
1X 10-13
4
.
3X 1
039
3
.
2X 10-14
6
.
8X 1
038
R7
6.
4
。
。
。
4
.
3x2
.
8
3
.
6X 1
0-14
7
.
6X ]038
1
.1X 1
0-13
39
2.
4X 10
2
.
5X 1
0-14
5
.
3X 1
038
4
.
3x3
.
9
2
.
2X 10-12
4
.
6X ]040
9
.
1X 10-12
1
.9X 1
041
]
.7X 10-12
3
.
6X 1
040
8
.
8x6
.
9
2
.
7X 10-12
5
.
7X 1
040
1
.1X 1
0-11
2
.
3X 1
041
2
.
1X 10-12
4.
4X 1
040
]2x8
.
8
2
.
8X 10-12
5
.
9X 1
040
1
.1X 1
0-11
2
.
3X 1041
2
.
1X 10-12
4
.
5X 1
040
28x10
3
.
0X 1
0
-12
6
.
2X 1040
1
.1X 1
0-11
2.
4X 1
041
2
.
2X 1
0-12
4
.
6X 1
040
r
e
g
lOn
d
i
s
t
a
n
c
e
(
a
r
c
s
e
c
)
s
l
z
e
(
a
r
c
s
e
cxa
r
c
s
e
c
)
2c1)
(
e
r
gcm-
l
u
m
i
n
o
s
i
t
y
(
e
r
gc1)
Rl
1
7
2.
4x1
.9
1
.9X 1
0-15
R2
1
7
1
.9x2.
4
R3
R4
1
7
R8
R9
R 10
T
o
t
a
l
f
l
.ux
到ux
4
.
9X 10-15
く
4
.
9X 1
038
0ergclである。我々の結果は、 Yee(1080)の結果とよく一致
4
1e
2
.
7x 10
r
gcl、 3
.
6x 104
ここで、 αは光子生成係数 (photonp
r
o
d
l
l
c
t
i
o
nc
o
e
f
f
i
c
i
e
n
t
:S
p
i
t
z
e
r 1074)、 Ne、 N
l
)はそ
e
r
c
z
-FO¥
1r
non and Wilson(1990)は、中心肢から南西 i
こ3
"-25"の領域の抑線
している。 P
れぞれ電子密度と悶子密度である。
光l
立を
m子温度を 1041くとし、
CaseB再結 合を仮定すれば、 αは
4cm3 clとなる (Osterbrock]080)。第一近似として、完全市雌の水よのみからな
8
.
7x1
O
-1
u
n
1している。この部分は、本研究における RI-R6に相当する。彼らの結果によれば、こ
るガスを仮定すれば、
の
O
c
11111J
、
白一
-s
O
一内
ZU
g
i
-rr-AI
L-h
/It--¥
宅d
品。.
e
1111t/
、 一C
，
.
、
-文U
，
α一AU
一
一
、
/161
×
。
円
••
e
u
m
﹄
、
N
，
，ρ
結県は、 Percz-Fo¥
1r
nonand v
V
i
l
s
o
n(1900)の結果とも非常に良く合っている。
Ne=Npなので、式 (
1
))より電子密度 Neは次の式で日 1'1~ される。
---R1・
4
0e
の部分の 1
[0 、 [OI
I
T
]光度はそれぞれ、 2
.
5x 103gergS
1、 ]
.
0x 10
r
gc1である。我々の
(
2
)
}
.
{2
1
】.広がったがi
r
線欣射傾城の物問諸虫
ここで、 d はがスノットの，[[慌である。式 (2) で求められる也子宮 l交は、ガスJ;R のすべての (~\fl'l に
r
t
:
glO1
RJ
d
i
s
t
a
n
c
c
(
p
c
)
s
l
z
e
(
p
cx pc
)
Ne(rms)
(cm-3)
N
c
(
l
o
c
a
l
)
(cm-3)
f
v
1
1
5
0
]
6
0x]
3
0
1
.9
1
00
mass
(Mo)
人
3
.
6X Ju4
1
.3X 1
03
0
.
0
9(
土0
.
0
3
)
0.
13(
土0
.
0
4
)
わたっての 2乗平均値であるので、この式で求められる電子密度に 1'ms という刊号を(.
]
J
J
Iした。
EELRの各部分に式 (
2
)を適用した結果、 crownでの 2乗平均電子密度は 25cm-3であったが、
(
'
¥
1
TB s
t
r
i
n
gの各ノットでは 2 5cm-3であった(表 2bを参照)。
R2
1
16
0
1
3
0x ]
6
0
4
2.
1
0
0
5
.
8x]
04
03
2
.
]X 1
R3
1
1
5
0
]
3
0x190
2
.
2
1
0
0
4
.
8X J
O
4
03
2
.
3X 1
0
.
0
9(
土0
.
0
3
)
R4
1
0
0
0
1
9
0x1
6
0
2
.
5
1
0
0
局所電子密度は S
c
h
l
l
l
z(1988)によって [
Sl
T
]f
o
l
l線強度比から求められている 。 彼 の t
J
i
J
Rによ
720
290x290
2
.
3
1
0
0
03
4
.
0X ]
4
1
.5X ]
0
0
.
1
3(
士0
.
0
5
)
R5
6
.
3X lO4
5
.
3X 10-4
土0
.
0
4
)
0
.
1
2(
れば、中心核から 1
"-4
"の領域 (R8)では 103cm-3、 6"の所 (R6)で 300cm-3、お"の i
9
rで
R6
420
2
6
0x290
4
.
]
300
1
.9X 1
0-4
4
1
.4X 1
0
0
.
1
3(
士0
.
0
4
)
100cm-3であった。 Schulz(
1
0
8
8
)は 8
"以 上 離 れ た 領 域 で 局 所 電 子 密 度 を 求 め ていないが、
300
]
03
1
.
8X 1
0-4
0
8
.
3X 1
1
.5X ]05
05
4
.
3X 1
05
6
.
7X 1
。
。
。
R7
430
R8
R9
R1
0
T
o
t
a
l
甲
2
9
0x]
9
0
4
.
0
2
9
0x260
2
4
5
9
0x460
1
1
6
.
0X lO4
6
.
0X 1
0-4
8
1
0x590
7
.
0
6
.
0X 1
0-4
3
0
.
1
](
土0
.
0
3
)
我々は、 100cm-3を R6より外側の領域の他だと仮定した。この値はおそらく RGより外削1
1
の何i
域における上限値であろうと思われる。
これら局所電子密度の値は、
!ガ
￨二で求めた 2乗平均値よりもかなり大きい。このこ とは?自由t
ス密度が EELRの各部分で非常に )
1
:
ー椴分布になっていることを示している。
7
.
2X ]05
1
9
0
0x6
8
0
2 乗平均電子密度は、祭~I~I線の強度比から求められる局所電子密度と比較する必叫 がある。
m雌ガスf.fjJ.;xの内
部椛造の非一線性は、・次の式によって定義される、体積フィリングファクター
，
Ne('ms)=
f
J.
Ne(
l
o
c
αL
)
・
)，
‘
、
，
、a、
，
，
‘
・
んで表現される。
(
n1i
1
1民 f
ador)
•.
HBstri
ngの体制フィリングファクターは 1
":
:1-6X 1
0
-4であった。
1
0
-2の才一ターである
我々の銀河系内の典型的な ]{JT 傾J~ のフィリングファクターは、 10- - 1
表 2b，こ示した j
i
T
I
り
、
'
1
.31
¥
1
子i
キ
;f
丈と 1
1!雌ガス質 h
l
印刷されたがF
線強度から、 NGC4151の EELRの峨々な部分における電子宮皮と、屯離ガ
i
i
J系に
(例えば、 Osterbrock 1989) 。従って、 NGC4151 の EELR の内部情j告は、技々の到~ i
おける
H
t
却する。
ス'
d
l
t
lを
1
ニ
ロF
i
密度は以下のような手続きで導出できる。らし、 1
Tα師線が電雌J!<紫の再結合で・のみ出さ
a
一21-
α Ne.Np，
)
l
3./
u
ノ
，
，
、
‘
・
ト
集体に分裂していることが示唆される。
各ノ
れるとすれば、、 I
q
主 Tの電離ガス球からの J
Iα光度は、次の式によって計算される。
LIJa =
H
I
I領域よりも、よりフィラメント状構造が発達しているか、或いはちっと制かいがス凝
y
トのサイズ(式
(
2
)中の dの仙)はシーイングによる像の広がりを無制して、 t
u
l
i
W
Iされ
た像から求めたため、実際には dは計算に用いた値より小さいであろう。従って、ここ で求めた
んは下限値を与える。シーイングサイズは典型的に 2
"或いはそれより良かった。これは l
はも小さ
-22-
NGC4151EEしR
I-R4のサイズと同等である。従って、 これらのノットの実際のサイズは得られた{I(L
いノット; R
3
/
2乗に j七
より 2 1/2 倍小さい t 刊 ~t'tがある。 しかしながら、 2采平均密度はノットサイズ dの-
1
.
5
例するため、 d が 2 1/2 分の l になっても、 ~r1?' される 1\1子密度は表 2 1>の flfí より白々 2.8 (告にな
るだけである。 このね皮 Neの仰の変更に対して、 f
vの備や後の議論はほとんど影響を受けな t¥o
，
ト.3β
J
¥
I
{=
X
ml
f
(ヰ) (
T
b
Yに
つ)
2
‘.ESF
、
1
4
﹃
目
，
，、
‘
2
Ne川
(包工¥{
一
一
一O])00一
屯雌水素ガスの質五I
は次の式で与えられる:
.
(Mo)
1
0.
日ELl
lの各部分の市山1t水素ガス質量は表 2
bにまとめた。 EELRの総電離プ/ス T
F
I
l
は7
.
2x1
05¥
]
1
0
であ った。
c
r
o
w
n(
n8
)の 質 量 は 、1.5x 1
05M。であった。 HBs
L
r
i
n色では、
1
5
0
p
cである小さなノ
なノット
y
3x 1
03]
¥f
0、一方、
ト(
RlR4
)はおよそ
サイズが
L
lNERs
.
5
。
サイズがほぼ
。
3
0
0
p
c程度の大き
(
R5と n
6
)は 1
.
5x 1
04M0程度の賀川を持っている。
2
1
0
g
(
[
0
11
]
/
[01
1
1
]
)
4
.
4EELRの励起状態
友
1
線 強 度 か ら 、 EELRの
2a'
こ示したがI
9つ の 領 域 (
RI
R
9
)に 対 し て 抑 総 強 度 比 を 5
1
・
で
、
BPT ダイアグラム (
Ba
l
d
w
i
ne
la
.
l1
98
1
)としてプロ
ls強度は 、 I
(1J(
)
'
)
/1
(
l
Is
)
=
2
.
87(
C
a
s
eA
y
トした(図
(
P
c
n
s
t
o
ne
ta
.
11
9
8
1
)を仮定して 、観i!l
Jされた Hα強度から求めた 。
NGC4151の中心以flJi域のほとんどの開線光度は c
r
own(
R
8と 1
1
9
)から放射されているの
測定できたのは、
H6と 1
1
7だけであった。
あるにらかかわらず、 その励起状態はやはりセイフアート的である。
[
Ol
1
J強度はきわめて弱く
、表
[
Ol
TJ強度が確実に
これらの領域はいずれも巾心核から
図
4で定義されている Rlから R9までの他がフ.ロットされている。
ける
1
Iα強度から、
この隊l
で
J
T
α/Hs=2
.
8
5(電子温度 1
0
0
0
01(にお
C
a
s
eBT
fJ結合の悩)を仮定して計算している。
5
a
)。ここ
、 也子温度 10000 1< )及び亦化 I ~( 札 \1 ) =0.0 5
七はセイフアート中心核の傾i
或にくる 。 その他の領域では、
で
、 その締綜強度l
5
a.NGC415Jの EELIlの BPTダイアグ ラム (
B
a
l
d
w
i
ne
ta
.
l1
0
81
)。
J
Is強度は観前回れた
t
?
:した。 結果を、陥州が 1
(
[
0I
I
J入3
7
2
7
)
/
T(
[
OT
lI
J
入5
0
0
7
)比 、縦 軸 が 1
(
[
Or
I
IJ
入5
0
0
7
)
/1
(
1/
1)比
の、いわゆる
図
6
"雌れた位百'に
される。図
5
bは、図 5aと同じ図で、 Fe
r
l
a
n
da
n
c
lN
e
l
z
e
r(
1
9
8
3
)によるべき辿杭光による光
t自由I~ モデルの そテソレ曲線を 示しである。図 5b 中の 3 ノドのモデル曲線は 、 それぞれ見なる金 h
J
1
，
虫
に
対するそテ'ルを示している。 モデル曲線中のチックマークは、次の式で定義される 1~雌パラメータ
Uの値を示す。
u=
4
I
T
Bs
tr
i
n!jの他の部分では、
2
aに見られるようにフラックスの上限仙のみが何られた。
した
7r'
ここで、孜々は単位時間当たり
R
2.
C.Ne
'
(
5
)
Q
(
l
!
)の治離光子を可;}j的に政出している J
.
'
.
u
t
w
;
(から、I?t~1tれた
5aからだけでは 、 それらの傾域が必 L
d状 i
A霊的な励起状態を示す吋能性は否定でき
{注目にある電自I~ ガス雲を巧・えている。 c と Ne はそれぞれ光jÆと電子密!立である。'1 U出It パラメータ
tr
i
n
gの外側の領域は中心核からはるかに離れた領域であるにも￨刻わらず、 セイ
ないが、 HBs
Uは、?目離訴から距離 Rの場所における電離光子数密度の、 そこでの粒子の故宮山 l
こ対する j
七を
フアート的な励起状態にあると考えられる。
点している。
が っ て、 図
よく知られているように 、 セイフアート的励起状態は 、べき 述続光(周波数当りのフラック
スが悶波数のぺきに比例するようなスペクトルを示す辿統光:ん α ν-Q)による光1¥1離でよく説明
2
3
図
5bより
金以 1
t
が太陽の
1
、c
r
o
w
nのみならず
J
I
Bs
t
ri
ngの他のノットも、大体 Fe
r
l
a
n
da
n
dN
e
t乞e
rの
0
.
3(告のモデルでよく説明され、 Uは 2-3X 1
0
-3であることがわかる。
-2
4-
この結
NGC4151EELR
形態は図
m色像とよく似ているが、
2b，こ示した [
OT
T
J
]
[
OI
I
J
]単色像では凡られないいくつかの
nFIすべき特徴が見られる。
1.
5
Gc!日
/
C
.
)宝010-(
N
U凶υ
的 肖︿凶﹀HH︿J叫凶
(位 工 ¥{
一
一
一O}
)0 0一
/
.
5
。
わ1
。
2
品
1
0
g
([
01
1]
/
[
O
l1
]
)
悶
。
5
b
.1
火1
5aと同じ図上 に F
e
r
l
a
n
da
ndNe
t
z
er(
1
98
3
)のベき.iili抗光による
光子治雌モデルのモデル曲線 をフ.ロットした。図上の 3本の r
J
l
l
線は 、見なる金
M!
J
l
に
史
、j
するモデルを示す o
m離パラメータ
+20
RE
LAT
I
VEARCSEC
Uの値が各 1
1線上のチックマーク
図
で示 dれている。 この値は、 曲線の右下から左上にか けてなめらかに地加する。
6
a
.T
(
[
OT
T
T
]
)
jJ
(
T
Tα
)輝線強度比マップの濃淡表示。図の上が北、庄が束。
濃いほど
T
(
[
OT
T
T
]
)
jl
(
1
Iα
)比が大きく、 Z
J
i励起である。
県は 、S
ch
u
lz(
1
9
8
8
)ゃ Pe
n
s
t
one
ta
l
.(
19
9
0
)のスリッ ト分光から示唆される結果と良い一致
を示す。
NGC41
51の EELRのガス即劇胞の 2次元分布は、Pe
r
e
ze
ta
.
l(
J
9
8
9
)や Pe
r
e
z
-F
O
l
lr
n
on
(
[OI
JT
]
)
jT
(
nα
)制線強度比マップを励起状
a
nd¥
V
i
ls
on(
1
9
9
0
)によって調べられた。彼らは、 T
態分布のトレーサーとした。彼らの
まず 、励 起 マ ッ プ で は I
jl心核に強い励起のピークがあることがわかる。
t述したように、
Pe
r
e
ze
ta
.
l(
19
8
9
)や Pe
r
e
z
-I
"
o
u
r
no
na
n
dW
i
ls
on(
1
9
9
0
)等の励起マップでは、中心核はむ
J
(
[
OT
T
T
]
)
jI
(
1
Tα)マップ(励起マップ)によれば、 恥心核問
しろ低励起となっており、我々の結果と大きく異なる。我々の励起マップと彼らのマップの迷い
HlX成
はI
Tαのフ.ロードラインの取扱いに主たる原因があると考えられる。第 3市で述べたように、 1
是
々
j或は見かけ上、(!~úJJJ起状態を示している。彼らはともに 、
この見か け上の{民励起はブロード
分の寄与によるのではな いかとの議論をしている o Pe
r
・
e
ze
ta
.
l(
1
9
8
9
)はさらに 、 この (
fH
)
，
I
J
起
1
i
は1
1α単色像からブロードライン成分の寄与を注芯深く差し引いているが、 Pet
・
PZ 等はまったく
j或が、 EE L 1l プ~îlrl"こ 1U 雌偏見J をコリメー卜しているトーラ ス構 造の凶段 fド-j gl El処で・ある可能性を mll:~
ブロードライン成分の ~rn 疋を行って い ない。 そのため、
している。
ているように 、中心岐近傍が見かけ上低励起に見えているのであろう。従 って北々の厄J
I
起マ
n
我 々 は 、我々の得た 1
1
1
色像から 、 これらの研究と同様の励起マ
プ)を作った。 それを図
y
プ (I
(
[
OI
T
T
]
)
jI
(
l
)o
)マ
y
6aと 6b，こ示す。図 6
bにおいては 、 [
OT
lI
]の日 jN比が 3以上の傾
j
或のみ等高線を引いであり
、S
jNの思い外側の傾h
aは図に示していない。励但マップの全体的な
-2
5-
の方が、真に
P é rez 等の結果では、彼ら lï 身も mll:~j し
EELR ガスのみの励起状態の分布を示していると考えられる。
y
こうした中心核近傍
の尚励起状態は 、 NGC4 15 1 の中心核周辺をファイパー束を用いて分光観測した ~l ecliavilla
l
.(
1
9
9
2
)のごく段近の結果でも認められている。
a
-2
6
プ
e
t
r心核強度は
ピークに合わせた。 このお法では、差し引き後の像の q
N
Oとなり、 1
リ
!らかに引き過ぎ
であるが、 この手続きにより中心核近傍のコアの影響を完全に取り除く*が1I¥;tとる o こうして、中
l色倣をお可.
心岐近{芳の綿線放射コアの影響を完全に取り除いた削!線tt1色傑を得た。 それから、名 q
U凶的U凶 ︿ 凶 ﹀HH︿J叫凶
j
Nのよ
いに古J
I
Jlし、輝線強度比マップ(励起マップ〉 を作った。 それらのマップのうち Mも S
い
、
1
(
[
O
T
IT
]
)
j
I
(T
Tα
)マップを凶 7に示す。
この図でもっとも目立つ特徴は、
から r
j
l心核に延びる高励起 1
lスの椛造である o 中心怯・
のu
r側にも高励起ガス の広がりが見受けられ
・‘
る
。
r
l
l心払・から o
"以内(阿 7r
j
1の太い破線で陥かれた t
t
r門の内側〉
での￨持活{よ、r!1心肢から
{
<
jI
J
l
j(
J
I
I
J
H
lII
f
(
Jは
、 I
以似状コーン状に分布する，!
'
:
iu
V
J
起ガスの存杭を示唆する。 この双極コーンの I
0
0。である。
00 、J
l
!{
W
J(P.
A.
D
OO ) で約 1
(P.
A
.
2
3
00 ) で約 3
2
0
o
+20
6aと同じ。最も 外 側の等 I勾線は 、 I
(
[
OI
I
I
]
)
jI
(
1
Iα)=1
.2に相当
し、強度比
0.4毎に等高線を引いてある。等高線レベルは 、外側から r
l
J心核に
-E
ルなどは関
、
フ・の等高線表示。図の向き、 スケー
4F
y
同
6
b
.T
(
[
OT
T
1)
)
jl
(
J
Tα
)輝線強度比マ
、
、
RELA
TIVEARCSEC
ζ3
図
HH51ringの内側
向かうに従って i
白加している。
Jえ々の励起マップで新たに認められる特徴は、 rlJ 心核の東から北京に延びる;~.j
;励起がスの柿
j
むである。 この椛j
gは、まず I
I
J心核から
ころで折れ曲がり、 r.A.~
1
心抜・から約 3
P
.A
.勾 1
3
5。の}j向 l
こ延び、次いで '
1
"のと
4
5。の方向に延びている。
1
0
すべての籾線 q
1色像で、 中心核は非常に高いピークを示すコアとなっている。 そのコアのサ
イズは PSPとほとんど同じか 、わずかに広がっている程度で、 十分点都と見なせるほどコンパク
トである。 このコアは、
図
[
OI
T
T
]ゃ [
OT
T
]といった禁制線でも見られるため、日 LRとは見なる。
シーイングによる像の広がりによって、巾心核周辺の
7.中心核の日励起コアを差し引いた後の 1
(
[
OI
l
T
]
)
jI
(
Hα
)マ yプ。恥も低
I
(
[
OI
I
1)
)
jl
(
1α
)
=
2
.
5
にとってある o この僚￨の中央の太い破線で針。かれた円と、 その外(JlI
J
の的円の 1
/
1J
EEL
l
lの川浩を見えにくく
の領域で計測した師線強度比を図
している。各師線巾色傑からこの中心核近傍のがp
線放射コアを差し引き、励起マップを作れば 、 r
l
'
心肱同辺の
+1
0
い等高線は、 I勾励起のコーン状領域を強制するために、
こうしたコンパクト日つ強ノJ
ながl
i
線放射領i
或は 、 r
l
l心核の極めて近 くに存殺していると思われるが、
I!~~ 強度なため、
o
RELA
T
I
VEARC
SE
C
8にプロットした。
EELRの励起椛造がより明瞭にわかるに迷いない。
そこで、 一 つの試みとして 、 それぞれの抑線単色像から星の像と同じ強度プロファイルを
I
持った人工像を差し引いてみた。差し引く像のピーク強度は 、 それぞれのが1
線単色像の中心核の
-2
7
-
この新たに作った励起マップより計算した抑線強度比を、 BPT ダイアグラム
した 〈
図
tにプロット
8)。輝線強度比は、関 7に示した破線桁門と破線内の問の領域のすべての阿識に対して
-2
8
-
求めた。似1
8で、
示しているが、
'
uJ
Lは図 7での肢も外の等高線の内側の矧 i
或を示し、白メしはその外側の傾域を
.
1
こ~1，らは、
それぞれ前述した高励起ガスの双極コーンの内側と外側を怠味してい
る。似1
8において、黒丸と白丸は図の儲方向 i
こ散らばりを見せているが、 この散らばりは主に
[
OT
l]強度のイミ砿定性によると思われる。
このような不砿定性に関わらず、 i
苛励起双極コーン領域
C~HL) は、 セイフアート的励起状態を示している取が、図
81
.でほとんどが
LTNER領域に分布しており、
一部、
8より明らかである。一方、白丸は関
HlJ領域的な励起状態を示唆している。
離されているという解釈が成り立ち、 この引は、非等方な中心核紹射場によって
EELH.の制1
長い
構 造 (J
T
Bs
t
ri
ng) が形成されたという仮説を型付けるものである。
図
8によれば、
I領域と解釈でき、星の紫外光によって治雌
コーンの外側の傾域の一部は I
1T
されている可能性がある。つまり、
1
'心核周辺に星生成領域が存在している可能性がある。
しかしな
I
J
I領域的強度比を示しているデータ点は、 [
OT
T
]の強度エラーが大きく、 ￨
χ
lの陥 1
M
，
がら、図 8で J
に沿って大きなエラーパーを示している。従って、 これらのデータ点の分布は
[
o
n
]のi
1liJ定エラー
光子が双極コーンの外よりコーンの内 f
l
l
Jに多く似射されているのか、
この引は、'11心似のべき 7
日
間t
によるらのと解釈する*もできる。 よって、 1TTT 伺J!~ の作布が再定されるわけではないが、 コーン
!!広いは、 コーン I )~ の )j が杭子庶民が却いのかのどちらかである引を示している。
W
Jのほとんどの制 J
&は ，
11
NEl
t('~J な励起状態のガスで特徴づけられるとしてよいであろう。
の外 f
NGC4151EELR
1
.
5
一
(CZA O})00
一
一
一
.
5
。
。
2
1
0
g
(
[
Ol
I
]
/
[0l
11
]
)
l
J心核の ICi励起コアを差し号￨いた後の、
ま
￨1
8
.r
N
G
C
4
1
5
1の E8LRの
BPT
ダイアグラム。 この図中のすべてのデータ点は、図 7の太破線の門と惰門の問
の傾城で計測した。図
7の最も低い等高線の内側の傾i
或のデータ点は黒丸で示
し、外側の領域のデータ点は臼丸で示した。
どちらの場合にしても 、 中心核周辺に非等方な構造が存花し 、巾心 f
産相舟i
がコーンに沿って、
，，
!
luな方向より速くまで達していると思われる。
コーンの 1IIh
にf
ている 'lf を~えれば 、
コーンが HBs
tr
i
n
gまでつながっ
コーンに沿って中心核から放射容れた沿蹴光子によって、 HBs
t
r
int;が屯
一2
9
-
-3
0-
5
. 議論
明らかに、
f
cは 1より十分小さく、
である。この事より、
5
.
11
G南t
Iカパリングファクターと J
I
Bs
t
r
i
n
gの内部構造
我々は、この節で
ター
y
HBs
t
r
i
n
gを通じて電離光子は十分に存花し、 I
I
Bs
t
r
i
n
gの師線強度は入
射電雌光子単によってではなく、被電離物質量によって決まっていることが示唆される 。 ここで、
第 4章
I
T
Bs
t
r
i
n
gを構成する各ノットの電離光子に対するカパリングファク
(
c
o
v
e
r
i
n
gf
a
c
t
o
r
)を求め、それから、各ノ
3節で示されているように、各ノットの体積フィリングファクターんもノット待にほと
んど同じ値を持っていることに注目しよう。 fv 、 fc~t にノット毎に変わらないということは、 HB
卜の内部椛造について調べることにする。
t
口
問t
光子フラックスは、 BPTダイアグラム(図 5)とべき述続光による電出t
Iモデルから予
氾!される '/U~ilt.パラメータ -u の仙を用いれば、式 (5) から求められる。式 (5) は、次のように i I
r
-
s
t
r
i
n
gのノットがそれぞれ同じ械な内部情造を有していることを示しているのかもしれない。
t
r
i
n
gのノットの内部構造を考察しよう。ノットの n
r
;
t1なモデル
次に、んとんから、1TRs
として、多数のごI~ 径九の不通町!な !;R 状ガス雲が 、 半筏 7・の LR 状傾 l或を形作っているというモデル
a
1lJ
Qu=4
π R2.c
.Ne.U
.
ρb
，
，、
，
きj
免えられる。
を考える。すると、ガス雲による電創作自射の相互遮蔽を無視すれば、
r3
戸台
E
EE
nZ=fc，and
，
，‘
空
JI α 光度 LJJ Ck と次の関係式で結ひa つけられる。
f
vとんの関係はおおよそゆく
、，
n
u
，
‘
，、
の式で与えられる。
Quは、 t
t
r
l~llJ された
HBs
t
r
i
n
gのすべての領域を通じでほぼ 0
.
1程j
立で一定
" U
QH =
f
c
'
(π1'2
/
4πR
2
)
.
Q
U
)
(
7
)
O
t
ここで、
η
'
l= 1
0
0
p
cを代入すれば、
ここで、
J
cは巾心核から
ファクターであり、
R離れた位置にある半径 7・のノットの、電離光子におjするプJパリング
Qf[Otは表 2aで各ノットに対して与えられた観測量 LJIOtから計抗される。
4
W
i
l
s
o
ne
lal
.(
1
9
8
8
)によれば、電子渦皮 1
0Kで CaseB再結合を仮定すれば、次の式によっ
て
HBs
t
ri
ngノ ッ ト の 典 型 的 な 値 、 ん = ]
0
-1、 J
c= 0
.
1、
p
cを得る。もちろん、こ こでの f
1X 1
05と '
l 勾 1X 1
O
-1
l
¥
'
i
r
n
はガス雲の数である。
η 勾
j
なモデルは現実の状況を記述するには組雑すぎるが、このモデルによれば、IfBs
L
r
i
l
l訴の ノ ッ 卜
は我々の銀河系で見られるコンパクト
n
T
I領域程度のサイズを持つ、非常に多数の小さなガス 2
2
から構成されている可能性が示唆される。
Qf{αはi
[
:
f
oかれる。
c
;n (
LH α ¥
QUOt(
p
h
o
L
o
n
sS
l
)見 73× 10501Ml.q
ーi
l
¥l
U
.
.
.
.
.
.
e
r
gs
')
(
8
)
(
6
) に、 R6に対 す る 値 、 U=3X 1
0
-3、 Ne=300cm-3、 R=4
2
0
p
cを代入すれば、
3p
Qu勾 5x1
05
h
o
t
o
n
sS
1が、 R6に対して得られる。ここで、 Uの備はモデル依存で‘あるが、
5
.
2非等方電離輯射の証拠と中心核近傍構造
5
.
2
.
] NGC4151の中心椴近傍梢造
式
t
a
s
i
n
s
L
a，1
9
8
か4
hI
R
1
O
d
l
メ
b
〉i
n
s
o
ne
ta
.
1
.
，
微々なベき:i1!統光による光子電離モデル(例えば、S
J
9
8
7な
R6の削1
線強度比に対して 3X 1
0
-3より大きな Uを与えている。電子密度に￨則しては、
以下の間に
1
1
6に対しては S
c
h
l
l
l
z(
1
9
8
8
)の結果より、少なくとも 100cm-3
以上で 1
000cm-3
ど)が、
ある o 従 っ て 、Q の其の値はここで求めた
Quは 1
/
3以下になることはないであろう。
tl
・
mgの各ノットについて
我々は、 l
TBS
Quを求めることをせずに、 R6に対し て求めた Q
(
l
を各ノットのんを求めるのに適用することにする。なぜならば、R6の物理諸 1
1が最も観測がjに明
確に求ま っているからであり、定義より
いて求めた
Quはすべてのノットに共通であるからである。 1
1
6につ
Quと、式 (
8
)により RlからIl7までの各ノ
に代入して、
T
T
Bstring
y
トについて求めた
Q
の舶を式 (
7
)
IlOt
の各ノットについてんを求めた。その結果は表 2b の最終il~1 に示した。
-3
1-
第
4章 4節において 、 我 々 は NGC4151の EELRの電離ガスの励芯状態に、 l
明らかな空
間的非等方性が存在していることを述べた。これと類似した非等方的性質は、他のセイフアート銀
河の中心核周辺でも知られている。
I
I
a
ni
f
fe
tal
.(
1
9
8
8
)は、多くのセイフアート銀河の B8LR
が電波ジェットと同方向に細長く延びていることを見いだした。
である
[
OJ
I
I
]綿線によって明脈であることから、 H
a
n
i
f
fe
ta
l
.
は EELRの細長い梢 j
Eは非等方
な中心核
j
処は、
EELRのそうした椛造はお励起線
uv幅射によってガスが電離された結果である、と結論した。非等方な [
I
J心絞+品目、
!
の;
l
t
NGCI068中心核の偏光観測によってら発見されている (
A
n
t
o
n
l
l
c
c
ia
n
d1
¥
-1
i
l
lcl'
10~5 ;
M
i
l
l
e
re
ta
l
.1
9
0
1
)。
蹄線強度比より、
NGC4151の EELRは衝撃波電離モデル(例えば、 S
h
l
l
l
la
n
d Mc
I(
e
e
1
9
7
0
)では説明できず、べき述続光による光子電離モデルがよく合う。従って、 NGC
'
1
1
5
Jの
-3
2
-
EELJlの細長:く延びた椛造は S
c
h
u
l
z(
1
9
8
8
)、P
e
r
e
z
F
o
u
r
n
o
nandW
i
l
s
o
n(
1
9
9
0
)、 P
e
n
s
t
o
n
e
ta
l
.(
1
0
0
0
)といった著者連によって議論されているごとく 、非等方な [
I
J心 骸
u
v幅射によっ
OurL
ineo
fS
i
g
h
t
て形成された、ということが強く示唆される。本研究における観測事実から、以下に中心 t
真相射の
非等方性を議論する。
我々は、エネルギー収支の考察から中心核輯射の非等方性を調べ、そ れをもって中心肢近傍
椛造を考察することにする。中心核の電離光子数は、紫外及び X 線の述続光の観 i
lliJ結架から1f
t
定
することができる。
Pa
.
c
l
o
v
a
n
iandRafane
l
l
i(
1
9
8
8
)は、 1440A及 び 1
0
1
0
0
k
e
Vの辿杭光か
ら、 NGG引日 ! の q1 {な川 1111 当りに欣射する也雌光子数 (0 12A ・ 10keV) を H(~定した。その仙をこ
こでは
Q
o
b
$とする。彼らによれば、
めた
..
であった。もし、電離幅射場が
、
目
Q
o
b
s
(
p
h
o
t
o
n
sS-l)勾1.8X 1
053.
A，
U
、
、
，
，
，a、
，
.
.
EELItにおいて等方的であったならば、 Qo
b
sは第 5章.l_1
mで求
Quと等しい値になるはずである。しかしながら、実際には Q1.Iは Q
o
b
sよりおおよそ 3倍大
きい。つまり、次の式において、異方性を表わすファクターは、 α 勾 3である。
図
)
-
5な 11m で見たように 、
、
、
第
l
，
，
Qu= α.Q
o
b
s・
••
Qu の誤差はファクタ -3 以下であるので 、川i~・ l こ α> l であろうと
思われる。従って、電向f
f
光子はあきらかに中心核から非等方に放射されている。
BLRを構成している電離ガスの分布によって中心核からの電離梧射が非等方になっている可能性
がある。しかしながら、次の恕由から 、 BLRのみでは
NGC4151で示された非等方性を作り出
せないことがわかる。もし 、BLRのみで非等方な電離幅射場が作られているとすれば、 Qo
b
sのt
f
i
定 に 問 い た 近 紫 外 域 及 び 硬 X線 の 辿 続 光 は 1
B離ガスに対しては透明であるので、
様々なカパリングファクターの関係を示す(詳しくは本文を参J!~)。
吸収する。図。において、
ぞれ
次l
こ、そのような非等方性を生じさせて いる中心核近傍の構造について議論 しよ う。まず 、
ο(20bsの{他由は
9.NGC4151の中心核近傍の構造に関する概念図。本研究で導入された
fは械々なカパリングファクターを示し、 BLR、αb
sなる添字はそれ
BLR、 l
吸収帯のそれを意味する。さらに、 l
s、 s
tなる添字はそれぞれ我々の視線);向に刈
するカパリングファクターと、
さて、図
HBs
t
r
i
n
g方向に対するそれとを区別するためのものである。
9I
こ示された種々のカパリングファクターの関連を求めてみよう。まず、 Q
nucを
中心核からの単位時間あたり放出される電離光子数の真の値であるとする。このとき、我々の視線
方向に関しては次の関係式が成り立つ。
Qnuc.
(
1-f~L) = Q
o
b
s
日LRのE
影ロ型暫?を受けず、従つて Q
n
という前述の t
打
批
i
佐符
1と矛応する。よって 、電離ガスのみで電離師射の非等方性を作り U
¥すことはでき
ず、近紫外線や硬
一 方 、1TBs
t
ri
ng方向に関しては 、
X線をも吸収する中性物質が EE
LR内部に存在 し
、 電出併話射の非等ノJ
性を作
QIl
UC'
りtl¥しているという仮説を導入せざるをえない。
この吸収物質の性質を調べるために、図
-3
3-
(
1
1
)から 、カパリングファ
関 係 式 がt
早かれる。
α・(
1-f~し) = (
1-f
a
t
L
R
).(
1-n
t
)
一3
4
-
クターに対する次の
a
a
る。この l
吸収帯は、前述したように電離輯射のみならず 、非電離光である近紫外線や硬 X 線をも
なる関係が成り立つ o これら二つの関係式及び式
(
1
3
)
、
、
.
，
，
，
i
lι
EELRと BLItの問に存在する吸収帯として存在していると仮定してい
(
1-f
E
t
L
R
).
(
1-f
:
L
)= Qu，
，
，
、
‘
今考えている吸収物質は
9I
こ示したような簡単なモデルを考える。ここで、
(
1
2
)
次いで、
J
:で場入された屈々のカパリングファクターの値を吟味し、間的に NGC4151の中
泣初に、
心肱近傍の桃造を議論する。 i
m
BLRのカパリングファクターを 定する。
f
U
L
Rは、
うな強い吸収の兆候が見られない
物切によって吸収された紫外光は遠赤外線としてflJ欣射されるはずであるが、
Qobs
d:
c
Rruyna
.
n
c
lSa
.
r
g
e
n
t(
1
9
7
8
)は NGC4151のブロード l
Js
光度を L
[
{β 勾 卜 5x 1
0
4
1e
-1と
r
g5
ると、中心核周辺に
RLHが球対称分布しているとすれば、
がJ
I
:J
;
R
、
夫t
f
1
j¥分布をしていれば、
∞
(
4
刊0
O
O
i
l
)カか益ら軟 X 線 (ρ2keV)にかけての述統光の総光皮に ほ
lまぽ匹敵する仔制!皮立で、決して 1
0(告も
Hs光皮を問視する m離光子数を求め
f
U
L
I
I勾
赤外幅射が強いということはない。これらの観測*~は、上で示唆されたような紫外光の強い吸収
0
.
6が i
!
Jられる。もし、 RLH
と明らかに矛盾する。従って、等方的かっ不述 l切な日 LR が存在する吋 fì~ t'tは低いであろう。
f
j
f
I
，
Rは 0
.
6よ り 大 き く な る は ず で あ る 。 -)j、 F
e
r
l
a
n
da
l
l
d
一.帝日のケースは、
f
;
し)が砕
RLR によ って、少なくとも我々の視線方向に対して 0
.
9程度のカパリングファクターで、部
かれる。もし、
全く男J
I
の方法で得られた
t
m定と、
いl
l
H
こなる。そして、吸収された紫外から X 線にかけての述続光は、観測された{J(iの
FE'r
l
a
n
dandMlIs
h
o
t
z
k
yの推定は共に、視線方 [
o
Jに放射された 7
G雌光
NGC4151の BLllの柿造としてよりもっともらしいと思われる。
BLI1の柿 j笠に￨期するこつの異なるケースを考え、それによって他のカパリングファ
Hにする。はじめのケースは、等方的かっ不透明な
クターを調べる l
BLllのケースである。この羽
合には、フ・ロードラインガスは、中心核周辺に 7
!
J
.
方的に分布し 、前段誌で求めた
5
.
2
.
2f
也のセイフアート 1型銀河との比較
f
J
;
L
Rがあらゆる
五向に成り立っているとする。つまり 、 fUI， I戸f~DR~0.6 ・ 0.9 と仮定する。
E
ける苛I~ はできない。しかし、少なくとも、 BLR が TJB
1
.
'
m離光子数 QOb3の十倍近い雌となる事が専かれ
4p
h
o
t
o
n
ss
1である。この値は
05
る。すなわち、 QnucI V 1
1型セイフアート銀河の最大値にほ
(
P
a
d
o
v
ania
.n
dRa
九n
e
l
l
i1
9
8
9
)。ここで注意しておかなくてはならないのは、
f
;
:
sは
近紫外線や7ij!X 線といった非 1cr雌幅射に対する吸収~IJ 合を表している、ということである。従っ
て、この場合、
l
NGC
l
151は非常に高密度の分子ガスあるいはダストといった分厚い 1
[Jt
'
t物'自に
o
rわれていることになる。
ところが、
n
さらに 、 NGC4151の
BLRは非等方な構造ーおそらくは我々の視線方向に刻してその中1が大きく
傾いたトーラスあるいはディスク状構造ーを有している可能性がある。この r~Jfì には、 N C: C-1151
の中心骸 16 離絹射場の非 ~1j;J5 t生の一部は、 BLR の )1: 等 }j 構造によっていることが示唆される。
いわゆる
AGNの統一的描像によれば、どのタイプの AGNも中心に戸大目 fL
!ブラックホー
ルなどのエンジンを持ち、
O
.
O
l
p
c以下のスケールのコンパクトな BLH.と I
O
O
p
(
'N伎に広がっ
たナロウラ イン領域の 2符i
矧の師線放射領域を持ち、さらにその中間に 1
Q
p
r'
f
l
J
伎のスケールの分
子必いはダストのトーラス情j
芭を持つ(図
NGOl151にこのような分厚い中性物質の存在とは矛盾する証拠がいくつかある。
の見えているセイフアート
1参照)。そして、 NGC4151のようなブロードライン
l型と、ブロードラインのないセイフアート 2引の泣いは、そのトー
まず、 NGC4151 の光学J~から紫外、さ らに硬 X 線に到る連続光スベクトルは、中心核から直接
ラスの見る角度の遥いによって生じる。すなわち、
欣身J
.e
ぎれていると有えられている強いべき成分からなっており 、 述 続光スペクトルに上述のよ
まで見通す事が出来、セイフアート
-3
5
s
tr
i
n
gの方向には透明である(すなわち、
fbtLII 《 1 である)耶は確かであろう。もし、 f;;ιR の tf~定に実際のl'査との大 きなずれがなければ、
およ び f(~b~ ~ f(~ts が1r:}.られ
9の1
'1t
'
:
J段収帯が非常に厚く、極端に非等方な分布をしていることを示唆する。
この場合、点の1¥1雌光子数 Qnucは'観測される
!
J
.J
j
的なのかを結論づ
すぎたなら、上の議論からだけでは、ブロード ラインガスの分布が等方的か非7
)
l
、
目
る。これは 、 凶
f
!
t
d
>7/8・ 29/30
，
代勾 3 かっ f(:t~ >0であるので、式 (
1
4
)より、
t
述の議論において、我々は f
l
h
n~ 0.6-0.9を仮定した。ちし、この怖が実際より大き
'
l
，
α・(
1-f
!
し
)=(
1-f
i
/
r
，
n)・(
1-f
:
L
)
ぼ等しい
2倍程度と
なる。この程度の弱い吸収地は、観測される赤外幅射白と矛盾しない。故に、このケースの)
jが
、
子のかなりの部分が 日Lnによ って吸収されていることを示唆している。
次に、
f
;
;
S
2
0であれば、 f
!
t
s~ 2/3となる。そこで、もしこのケースが I
F.しければ、
BBs
t
r
i
n
g方向に般射されている幅射は我々の視線 J
j向に放射されているそれより、 3
:倍限度強
分的に隠されているという結論を得た。我々の前述の H~定は 、彼 らの結論と手前しな L 、。 RL H は
非常に光度変化が激しいので、これらの推定は大きな不確定要素を持っているが、我々の
J
I
:
写 )jあるいは HBs
t
r
i
n
g)j[ら]に対して透明な BLHのJtM?である。つ
まり、 fi}Ul~1 である j払合である。このとき 、 式( 1
:りから (
1-f
:
L
)勾:¥xい
Mu
s
l
l
o
V
.
tk
y(
10R2) は、 NGC引 51 の軟 X 線の JI:1~; に変化の激しい性質から、この飢かj の料品j
は
P
0
n
s
t0
1
11"1aJ
.
(
1
9
9
0
)によれば、 E
c
l
e
J
s
o
ne
taJ
.(
1
9
8
8
)によって何られた述赤外 (
2-1
0
り
0
}
向l
'
川刈
n
1
とブロードパルマ一線光l
立から f
(
H
l
dれる 1
u離帆舟!日を比較する事によって H
t
定する l
l
fが出来る。
求めた。この偵を fIJいて、 1
Jαでやったのと同肢の J
j
法で、
(Wue
ta
.
l
.1
9
8
3
;I
10
t
h
s
c
h
i
l
c
le
La
.
l1
D
8
:
3
)。 ま た 、 中 性
トーラスの軸側から見れば中心核近{芳の日 LI
1
1型に観測されるが、 トーラスの軸が悦線と大きな角度をな
-3
6
しているときは、
トーラスによって
ある。セイフアート
BLRが隠され、セイフアート 2型として見えるというので
2Jf~銀何では、しばしばりj かな JI: 等方な中心紘電山lÊtI~射の存杭抗拠が発見さ
とんど Q大の
;
M
に
3
0
4
0
k
p
cに及び、その至るところで
れており、細長く {'I' ぴた BEL R の構造はそうした我々の視線方向から大きく傾いた非等方記 I~!t 相
唆している。
射場によって形成されると解釈されている。
r
j
J心肢から
ところが、 I
況に見てきたように 、NGC
41
5
1はセイフアート
るにも関わらず、その
1型であり、日 LRが見えてい
EEL
l
lは明らかに非';J;)jなr
l
J心核電離紹射場の作 u
:を示唆し、その形態か
ら+
i
l
i
Q
.
1j誌の 1
I
I
I
hが U
l
似から大きく傾いている。一方、
ペクトルの t
o
m
lや、 出外似の制測 は、
q
l心怯ーの光学域から X仰にかけての A杭光ス
1
[r性吸収物質はむしろ少ない ことをぶ峻している。これら
は、非等方市雄幅身、.J r~ が 10p c 程度のスケールの分子 ・ダストトーラス で形成されるとする ACN
の統一的描像と矛而する。しかしながら、もし、
1:述の議論で示唆 E
されたように、
BLRが非等 J
i
り
EELTIを 行 し て い る (I
fu
a1
9
8
8
;B
a
l
d
w
i
ne
la
.
l1
9
8
0
)03C120の EELTIは
[
O
I
T
T
]綿が E
;
l
越し、中心核ベき.iill杭)¥:;による励起を示
EELRの形態は NGC3516と似た S字引であり、非等方な広がりを比せている。
20kpcも雌れた位置にあるガスを観測可能なほど電離するには、やはり制測されるよ
1
0倍以上の屯離光了が必要である(I
<o
s
u
g
i1
9
9
3
)。
こうした事実から、 一部のセイフアート l引銀州においては、我々の別総から J
I~iおに附いた
J
I
:
等}
Jな1
1.1雌桁射場が(J..(
:
I
すると思われる。そして、 BLnが見えていることから、そうした )
1
:
，
"9
:
ノ
j川島I
Jt~ を Jr%えしている附 jむは、セイフアート
2 引の j~~1リ!として考えられている、
のダスト ・分子トーラスではないことが強く示唆される。よって、本研究で
示唆されたような、
10p(' スケール
NGC.
151に対して
BL
T
Iの非等方構造による非等方匂離幅射場の形成というモデルが、そうした
BLRの構造によって形成されるとすれば、
銀河に対する一つの可能性として考えられる。このモデルの立場に立てば、料1
1に示されたような
NGC4151 のようなセイフアート 1 型であるにも関わらず、視線から傾いた J 同~)jm両m 幅引が存
セイフアート銀河の統一 的描倣は、必ずしもすべてのセイフアート銀何を税明するものではなく、
任するようなケースは説明できる。
少なくとも一部のセイフアート銀河には図
な構造を持ち、非等 )jm離幅射場の一部がそうした
セイフアート
1}{~であり、
BLR が見えているにも関わらず、我々の視線 }j 向に刻して大きく
傾いた非等方な r
l
J心肱[
1
¥1蹴幅射場の存在が示唆 8れる天体は、
NGC4151だけではない o NGC351G
の中心核パルマ一線スペクトルは 、ほ とんどブロードライン成分によって市められており、鉄イオ
ンの点容多電線など 日LRで形成されると考えられている締線成分も
NGC4151より相対的に強い
1で示 8れている、中性物質による J'
l~、トーラス十時j告が
ないことが示唆される。つまり 、セイフアート 1型と
2型の性質の相 j
主は、 I
t
i
lH
lWの天体に対
する ~11 なる見る方向のj!/iいだけで生じるのではなく 、やは りその問に根本的な川辺の迷いが作 {I: す
るという可能性がある。
セイフアート
1型と 2型の相違の問題はセイフアート中心核の形成と進化、ひいては八 CN
(
A
o
k
i1
9
9
3
)
0 - )j、 NGC35J6は中心核から非等方に広がった EELRを有している (
P
o
g
;
g
e
の形成とその進化の問題と棺慢に結びついており、非常に重要である。製作の統・的的作!により、
y
a
i
.
ie
la
.
11
0
9
2
)。この EELn のスペクトルは
1
98
9
;Mi
与越しており、かな
セイフアートのタイプの j~ いについては一応の解決が得られたような認識が流布しているが、ここ
NGC4151の場合のように、べき辿統光による光子t
日航でしかその I
j
)
)
jl巴状態
で議論したように 、 統一的措像では説明できな い現象も存在し、その今 n
的な.むl
山は令く矢われて
り1
0
i
励起で・あること、
を説明できないことなどが分かっている
であり、中心肢の北、約
[
OI
T
T
]
が非常に
(
Po
g
g
e1
9
8
9
)0EELRの形態は双同状あるいは月字引
5
k
p
cのところにも尚励起句離ガスが広がっている。 Po
g
g
e(
1
9
8
0
)は
、
エネルギー収支の議論から中心核幅射が等方的であっても、このような
たが、彼の議論は
t
EELnが形成できるとし
m
EELnの総 l
Tα光 度 と1
['
心核 雌幅射虫との聞の全体的なエネルギーバランス
いない。
この問題をより詳細!に議論するためには、セイフアート銀河の
EELllの尚空 I
J
I
分前によるさ
らに詳しい研究と、それに基づいた統計学的調査が必要であろう。また、 r
j
J心怯スペクトルの遠赤
外、辿紫外 、 軟
X線といった波長での詳しい観測が求められる。
に L~ づいている。しかし 、 EELll の内部花:度情造は 、本研究で 示唆されたように非常・に非一純で
あると考えられ、 そうした非一線な
EELllにあjしては、彼の議論は成り立たなし、。内部活lJt附 j
笠
も)51:岳したより詳しいエネルギー収支の計算から、
ら観 i
f
l
J;:されるよりも
5.:3 ディスク JI α 放射矧j~
(Dl
IERs)
と EE L R の|民l 係 ljl 心骸への -jf ス m*;;~お
NGC3516の EELR形成の為には、少なくと
1
0倍以上も多くの電雌光下が必要であることが示唆される (
A
o
k
i1
0
0
:
3
)
。
また 、非常にバワフルなセイフアート釦河である
3C120も典型的なセイフアート 1*
.
I
!銀 1
"
1
最後 i
こ、ディスク
1α般 射 領 域 (DHERs)に つ い て 、 そ の EELRとの関辿を議論する。
我々は、第 4 章 1 節において、新たな DHER として G5 を同定した。この領域は、 ~1
3で見
であるが、 同時にセイフアート銀河としては空間的な広がりから言っても、光度から言ってもは
られるように 、 銀河パーの桐*~自にある Gl から中心核に向かつて延びた間jさをしている。そし
-3
7-
-3
8-
s
o
て
、
100
150
200
EELRの北京のシェル状構造が G5の延びた方向に存在することがわかる。 さらに、 C5と
中心核に対して対称的な位置に
G3が存在する。 C3は銀河パーの北西に位置する G4と
、 EEL
J
l
の南西端を結ぶ端のような形態をしている。 こうした
EELRと Dl
IERの全体的な配置、椛 j
告は
それ らの問に何らかの物理的つながりが存在している事を暗示する。
くI
1
Jによ って、約
G1-G4について l
Tα師線の視線速度 t
誌を観 n
l
Jし、純町。!
I
.
r
運動を ;
(
iしづ￨
白E C L I N A T g O N
日c
h
u
l
z(
1
0
8
5
)は、
の
20kmS-lの非回転運動成分を見いだした。彼によれば、 この成分は、制戸l
4
令状，f
U
J
l
坊によって引き起こされたガスの附円近!
I
V
Jを反映している。 S
c
h
l
l
l
zは
、 G:
1
にI
A
j(
I
[
リ
に
治
ち込む.iilil
主成分を見つけた。
ら
、
C5のj
型!l1}Jは知られていないが、 G
Jで見いだされた内方向の連動か
C5も内 i
f
l
lに落ち込む連動成分を持っているであろう。
m
k
ine
t
銀河本体の棒状構造と、 セイフアート銀河の中心核活動の聞の関連の可能性は、日 i
2
0
nl
!LAT
I
VeARCSl
!
C
a
l
.(
1
9
8
0
)によってはじめた指摘された。彼らは 、 棒状重力場が、銀河ディスク巾のがスをセ
イフアート中心核に供給するのに重要な役割を果たしている事を指摘した。
S
hl
osm抗 1I (
>
.
1a
I
(
J9
9
0
)は、棒状構造に代表される非車111対称な重力的段乱が銀河中のガスを中心骸領域に訟とし込
12 08 10
Hし
、 セイフアート銀河のみならず 、 スターパースト銀河の活動
むとする、 より 一般的な仮説を提 I
図
.
da
性の原因とした。 いくつかのガス力学の数値実験はこうした仮説を支持している(例えば、 Wa
る
。
P
e
c
ll
a
.
re
Lal
.(
1
9
9
2
)は、 NGC4151の HI
2
1
cm 線の電波干渉計観測凶行い 、 1
1
"x 1
:
3
"
i域ま
布は悼の南東端及び北西前日に集中しており 、 そうした架積からそれぞれ北西、南東に中心十良市?
図 1
0に示す。 ここで浪淡で示されているのは
Pe
dl
a
re
ta
l
.の I
I
Iマ ッ プ、等高線で示されてい
[1の集中している領域と
るのが、我々の 1
Tα単色像である。 1
DHER との問に非常によい空間的
おそらく、銀河の権状重力場によってかき集められてきたガスの架 11して
I
Iα精i
線分布は本論文の図 3と同じものであ
EELJlを取り囲むように拙いである最も内側の四角形領域は、 l
T
Tの￨吸収
線形の柿造をしているが、 その両端でわずかに歪み、全体の椛造が
D1
TERの分布 (
G1-
G5)と非常によく似ている。 Pe
dl
a
re
La
l
.の J
I
Iマップと我々の Hα単色像を重ね合わせた図を
07 SS
線が強い領域を示す。
の3
3
i
空間分解能でけ1性71<紫線の分布を得た。彼らの結果によれば、銀河の搾状構造の 川 が1[線の分
Iα単色像で・見られる
で延びた柿造が存在する。 こうした特徴は 、我 々 の 1
00
R1GHT .
o
.
SCENS10N
1
0
.NCC4151の HI輝線分布 {
Pe
dl
a
re
ta
l
.1
9
9
2
;濃淡表示)と、Jl(.I'
締線分布(等高線表示)の比較。
a
n
c
ll
Ia
b
eJ
9
9
2
)0
制限!があるのがわかる。
OS
S字型になっている 。 80sma
e
ta
.
1(
1
9
7
7
)の観測によれば、EE
LI
tの存在する領域に I
I
I蹄線はなく、 ガスは中心肢でほとん
n
ど電離されているのであろうと結論されていたが、
Pedl
a
.
re
tal
. の観測によれば、 EELR符l
i
或で
I
Iは吸収線として見えていることがあきらかになった。従って、
は、 I
こ明らかに
は、中心核と我々の問 l
NCC4151の中心核傾城に
Hrガスが存在しており 、 しかもそのガスは冷えて、がI!線に女、￨し
'性 ・
光学的に厚くなっていることが示唆される。 このガスの起源は、上記のようなディスク上 の1
w
'
i)
S
c
h
ul
z(
1
9
8
5
)による電離水素ガスの運動などと出Lii
l付けると、銀河の 状， r
J以
いる領域で 、星生成が起こり 、Hn傾i
或が形成されているのであろう。 このように銀河の作例浩の
電離ガス分布、
両端付近で星生成が起きることは 、 棒渦巻銀河などで観測されており(例えば 、Te
1
1L
H
.
'
1
1e
I
.a
.
1
によって、銀河ディスクから巾心核領域に流入してきたものであると考えることができ る
。 もし
]
9
8
6など)、 Robe山 e
tal
.(
J9
7
9
)ゃ、 S
a
n
d
e
r
sa
n
c
l'
I
¥
l
b
b
s(
19
8
0
)のシミュレーションで
それが本当なら、
も示 されている。
こ対する燃料供給路を示している可能性がある。
解釈する事ができ、 さらには中心骸活動 l
図
1
0で注目すべきところは 、 これらの銀河のディスク上のガス分布が、 中心核付近の EELR
の両端に滑らかに陸続しているように見える構造である。 しかも 、1Tαでみた
-3
9
-
EELnはおおよそ
G3ゃ G5は銀河ディスクから EELRへのガス流入経路をトレースしていると
Pedl
a
re
ta
lによれば、中心核領域 (
4
)
)x 0
.
5
)
)
)に存在する中性水紫は 6X 1
01¥
(
1
1
。で・
あ
る
。 これは我々が
cr
ownに対して求めた電離ガス質盛一 約 1
05M。 ー とほぼ等しく、 これと合
-4
0
-
わせると中心抜傾J~ におも，'1 された水素ガス総 Bは
、
前動を維持するには、
2-3x105Moとなる。 NGC4151のr
l
'心弘
6
.結論
1Mo/yr程度の白血流入がなければならないが、このオーダーのガス流入が
あるとすれば、 r
j
'心怯領域のガス消 i
!
1時間は、おおよそ
1
05y
rとなる。このタイムスケールは、
我々は、セイフアート銀河
7
NGC4151の CCDを問いた狭帯域搬像 i
l
i
J)
¥
:
;t
l
J
li
l
i
Jを行い、その
H
α、[
0
1
1
1
]入5
0
0
7;¥
、 [
0
1
1]
入3
7
2
7
λ の 3つのが，1
線で行った。 J
1
0'
q
l
セイフアート銀河の例数知!支から推定される中心核の活動タイムスケール、f'V1
0yrと比べると 2
の結*を示した。観測は、
桁小さいが、このことはむしろディスクからの i
l統的なガス供給が起こっていることの間段的な抗
色倣からは中心核のごく近{芳から放射されているブロードライン成分の寄与を除去し、広が った抑
拠から知れない o
P
e
d
l
al' e
ta
l
.(
1
9
0
2
)によれば、 Gl、G2に相当する 1
1
1出合体は J
O
l
>¥
t1
，
・
3の
，
をj
j
tつが、この凶作体
自
，t
1M ø /yr
01、 G2の r
l
'心肢からの距雌f'V3
k
p
cを巧:/:，位すれば、'tlh
l流入レ ー
求めた。
n
α
光度から、各ノットの電離がス質， t
lをH
:
I
定した。中心肢を取り往く Mも1
1
)Jるいゾjスニ
(
c
r
o
w
n
)の 質 誌 は 、 約 1
05
Moであったが、外側のノ
入レートと 一致し、やはり、述続的なガス供給を示唆する。
こうした怨倣を検e証するには、より詳しいガス述皮場の観測と、数値シミュレーションの結
単純な励起マップ、すなわち町線強度比
r
l
l心肢傾域に 1
1
1吸収線が見つかったことは、 NGC4151の市離幅削が J
ド等方であることの
や
別の証拠と解釈することが山来る。なぜならば、もし、我々の視線方向に多くの 1
¥1雌光子が政射さ
1
03ないし 1
0.
'
t
¥l
ot
・自立;の'白!日を
1
1
0
-.
のオー
よって、中心核周辺の
NGC4151の中心核屯離絹射は銀作j
1
(
[
Ol
l
!
]
)
/l
(
l
Iα
)のマップは、 P
e
r
c
>
zf'ta
.
l(
1
0
S
0
)
P
e
r
e
z
F
o
u
r
n
o
na
n
dW
i
l
s
o
n(
1
9
9
0
)などの料品と列なり、 [
1
'心肢で 7
/スの t
)
i
J
起状態はピーク
を示すことを明らかにした。
l
T
Tガスはほとんど電離されてしまい、吸収線として制
ディスク而に沿ってのみ欣射され、 デ ィ ス ク の
トは、
ダーであった。
であろう。
測されないであろうことが、容易に想像されるからである。
y
持っていた。ノットの体制フィリングファクターは、どのノットもほぼ同じで、
;
t
i
解像度、高速度分解能の 2次元的分光観測が、こうした目的には有効
れていれば、視線上に存在するこのような
cl、
'
I
.
(
ix 1
0
4
f
l0
1
・
gS-I であった。がIf似光}立は B rt~LH を附I!父する{仏l 々のノット状のがスシ1J に つ いてし
が~~られる。この他は NGC4151 の中心核活動を維持するに必要な白川流
尽を比較する必要がある。
(
E
E
L
l
l
)のみの研究を行った。
1
0e
1~ 8Ln の H <Y、 [O lTl]、 [O J1]の各う町交は、それぞ九 6.2 x1
0
r
gc 1
、2
.
'
1x I041('r~
SdJ
¥
t
1z(
1
9
8
5
)によって仰られた約 20kms
lの流入述皮で r
l
'心{こ治
ち込んでいったとした j
品作、
トとして約
線放射成分
8らに、この中心核での即j起ピークコアを名 t
p色{世から去し'}1
く
・j
fに
8BLT
l椛 i
さをより明確にし、 r
l
l心抜から双極コーン状に分布する i
:
'
:
jI
J
i
1
J
起力
スの存在を示した。このコーンの内側ではガスは、ベき i
l続光によって尚く励起 dれている ー }j、
1
:
下}
j向 にはほとんど政射 されていないであろう。
コーンの外側ではガスは
この双極構造は、
、
r
LINEllのような低励起状態にあることがわかった。
NGC4151の中心核電離幅射助が非等方な構造を有している '
I
rを示唆する。
r
J1心核と EELllの聞のエネルギー収支を議論した粘果、非電離頼射も中心怯・から E
ELTI}j向に
非等方に欣射されていることがわかり、我々の視線上に非 m~i鱈射をも吸収する rjl i
生物自が必要で
あるすIを示した。また、この議論によると、
NGC4151の BLIlは EEしIlの J
5向に対して透 l
f
J
)
で
1
1
，が大きく傾いたトーラス状椛造を有している n
Jfì~ t'I:か ある。も
あり、我々の視線右向に対して+
し、これが本当なら、 NGC4151 の非等方な電離師射場の少なくとも - ffl~ は BLH によ って形成
されているのかもしれなし、さらに、このことが、セイフアート
川i
こ対する、いわゆる
1型銀河とセイフアート 2J~~m
AGNの統一的描像に軍要な変)I!を迫る可能性を品諭した。
8ELIlの各ノットの 1
¥1離幅射に対するカパリングファクターは、ノットによらずほぽ一
定で、約
0
.
1で あ る こ と が わ か っ た 。 カ パ リ ン グ フ ァ ク タ ー が こ の よ う に 小 さ い と い う :
t
rは、
日 ELll は全体としては 1U雌幅射に対してほとんど通明であり、 EEL I1. の柄:tf~)\:;皮か 7口出I~幅 q.I ，:，t に
よって決まっているのではなく、物質量によって決まっていることを示している o このカパリン
-4L
-
-4
2-
グファクターと、各ノットの体制フィリングファクターを関j!J!づけて調べた結果、
EELIlの各
0
.
1pc程度のサイス・を持つ小さなガス :
Eからなることが示唆された。
1
U
雌ガスの銀がj
全体に対する分布状況から、鎮河ディスク中に分布するカ'スと E
ELH
.
付録
ノットは、非常に多数の
1
i
s
l
:i
去に、
京都大学大宇陀観測所
CCDカメラシステム
の物珂!的辿￨見!の可能性を、 AGNへのガス供給の観点から指摘した。
本研究において、
2岡田の観測に使用した CCDカメラは、京都大学大， YI吃印刷所で六~~(，I; 助
教授が導入し、著者らが大谷助教授と協力してシステムを抗策したものである。ここでは、その
CCDカメラシステムの概 1
l
!を述べ、託手?がl
i
t
l発した制御ソフトウェアシステムについて述べる 。
1.ハードウェア構成
CCDカメ ラは、米 Ph
o
t
o
m
e
t
r
I
c
s社 C
2
0
0シリーズ CCDカメラ である。このカメラシス
テムは、液体窒業冷却]のカメラヘッド(製品名
名
CI2
1
0
)、カメラへツドエレク卜ロニクス(判 i
日
J
A
C
E
2
0
0
的)、カメラコントロ ー ラー(製品名 C
C
2
0
0
)の 3つの部分からなる(凶
CCD力メラ ラノステム靖氏一
h砂川
nHiv
(
Y
:
>l
l
ou
>mdr
t
-c
s C20D S~μω)
i
.1
刊
￨
拘
メラ
八
・
ソ
ド￨
関
-4
3
-
1
1
. 大宇陀観測所 C
CDカメラシステム の慨念凶。
-44-
l
J
1
1
1
)。
CCDチ ッ プ を l削妄コントロールする電子向日告は CI
I
2
1
0内に組み込まれており、そこから
のアナログ信号は
るo
CE200でJtlピットのデジタル伝号に変換され、 CC200のメモリに転送され
ないので、露出前に
1
0
0電子に相当する一線光を照射する仕組みになっている。従って、実月!上
の読みだしノイズは
1
21
1
1
子/jiTij紫となっている。 CCDは、液体窒紫を使用して、日{氏 1
2
0皮で
動作させている。その結果、熱雑音(暗電流)は非常に低く 1
1llえられ、屯
f故にj
免1
?
'して、 l分 1
同点 l
i
iたり約 1包子である。
CC200には、モニタffIのビデオディスプレイが接続されている。 C
(
'
2
0
0は外部のホストコ
ンピュータからのコマンド送信によって隙作できるようになっている。大下1
1
立W
l
i
l
l
l
l所においては、
ホストコンピュータとして、
枕した。
N8C製 PCD801 シリーズを用い、 CC200との1/:1
はc;p
-J日 で段
C8200から CC200に転送された CCDデータは、 GP-J
Bをj
並じてホストコンビュー
タに送られ、ハードディスクにセーブされる。ホストコンビュータから
ピ
ムL ータソフトウ
z
CC200を制御するコン
B
アシステムは、若者によ って :J免された。このソフトウェアシステムについ
ては次節で述べる。
CC200 は、それ 1'1身多数の内部コマンドを行し、それらの起動によって必1.!l 11~ l
(
~ IIJ~ のシステ
ム制御はできるようになっている。しかし、
CC200の個々のコマンド起動は、実際の制 i
l
t
l効率を
必しく減少させる。また、望遠鏡の状態や観測時刻、天体名など、後のデータ処聞で必'}.gなパラ
メータがデータに取り込まれず、データ処理の段階でら支￨部が生じる。
CC D 素子は、 Thom so n 社製 TH 7882CDA を用いている。この京子の慨~は第さ寸'Î' に述
べた。
2
.m
仰l
i
ソフトウェアシステム(飢 i
f
t
lプログラム)
CCD紫子の減反!樹立 1
1線 は 図 1
2に示す。
そこで、観測効率の向上と、望遠鏡まで含めた、より統合されたむl
i
f
i
l
lシステムを桃築するため
に、ホストコンビュータから
CC200を制御し、データを取り込むコンピ
ステムが、著者によって開発された。ソフトウェアは、
れ、コンパイラとしては
QuantumE
f
f
i
c
i
e
n
c
y
o
fC
o
a
t
e
dandU
n
c
o
a
t
e
dThomsonTH7882CCDs
1
ドを送信し、 C
C:?OOから
弘
υ
c
ω 万三ωE2cω コO ポ
CCDデータを受信して、ハードディスクにセーブする。ハードディスクへのセーブの段階で、守1
j
虫鋭部1
1
御のボードから型述鋭の状態を読み込み、さらに制御l
者によって指定された天体名、制 i
l
t
lバ
30
ンドなどのパラメータをまとめて
FI
TS形 式 の ヘ ッ ダ ー を 作 り 、 デ ー タ を FI
TSに変換 する o
2S
FITSは、もともと也被天文学の分野で開発されたデータ形式であるが、最近は天文学の保々な分
野でデータ蝦送の為に用いられており、多くの天文学データ解析ソフトウェアがこのデータ形式を
。守.
250 S仰
4
0
0
s
v
o
600
骨
ー
ー
ー
・
+
手町
品
800
?
∞
FT
TS形式に変換しておけば、保々なテータ断'
1
行ソフト
ウェアで取り吸う引が可能になる。このソフトウェアによる
1000
PITSヘッダーの例を収I1
:
1に，示、す υ
このソフトウェアは、実際の観測モードに対応したさまざまなタスクからなる。
Wavelength(
n
m
)
の鉛 f
れから、バイアス取得、望述鋭制御に至るまでの
は、内部で
1
2
.T
'
h
oll1s
o
nTH7882CDAの波長感度曲線。大宇陀制 i
l
l
t
J
j
i
f
rのらのは、
UVコーテイングを施しであるので、図の太線の感度特性を持っている。
2nで述べたように、この CCDに紫外の感度を向上させるために
しである。読みだしノイズは画業当たり
uvコーテイングを施
7電子であるが、低照度での読みだし効率が 1
0
0%では
-4
5
司
CCJ)カメラ
1
0余りのタスクがある。それぞれのタスク
1
0から 2
0個程度の CC200の制御コマンドを CC200に送日する。名タスクはメ
ニュー画面から
PC9801のファンクションキーを使 って簡単に起動でき、制御Jl
i
は (
'
(
'
2
0
0の
制御コマンドに関する知識は一切必要なく、意識することもない。また、時間の管内もソフトウェ
アが行っており、 ~'õ!B の中 ttfr .再開なども容易に行えるようになっている。
第
t~l~'~ よって記述さ
1
0
0
0
0ステップである。
GP-I
Aを通じて CC200に峨々な制御コマン
サポートしている。従って、データを
図
PC9801上 で C
ータソフトウェアシ
MS-CVer
.5
.
1(
M
i
c
h
r
o
s
o
r
t社)を使用した。コードは、 1
0
0余りのモ
ジ A ールからなり 、総ステ ップ数は約
ソフトウェアは、
A
-4
6
附 1
3
. 大字陀問視I
j
f
f
rCCDカメラデータの FITSヘッダー。
T
SI
t
1PLE RITPJX 16
NAXlS
2
NAXISl 384
NAXTS2 ・
576
sSCALE 1.000000
:RO
sZF
0.
000000
BUNTT
- 'CCD COUNT IN ADU'
BJ
.ANK
32768
OBJEC'r ・ ，
BII
¥S l'
1
>
^
，I
'
A
-'
rYP
・
， BIAS'
，
:Ol
JHC
:
ト ・ '01
>00001'
圃
ド JJ
.
'I
'
J
:
:H
-'一'
~lAVELEN
圃
UANO
ー
圃，
巴，
GR^，rING - '
ー
'
SLIT
0.00
POS-ANG 0
DISPAXISOTIME
0.0
RA
ー '00:53:40'
n
.
:
:
c
ー '+46:36:00'
)
C
I
I
1991
.1
DATE-OBS- '1991/02/05'
JS'
r-STRT- '16:28:09'
Js'r-END ・ '16:28:09'
ZD
14.
1
UT
ー '07:28:09'
JD
2448292.75
S'
1
'
・ '01:31:45'
S~~CZ
1.031055
IMG-SIZE2.0000
SJ~G-R^O ・ '00:00:00'
SNG-DECO- '+00:00:00'
SNG-DRA - '00:00:00'
SNG-DDEC
・ '00:00:00'
CRVAl
.l ・
0.00
CRPIXl 192.00
C'
1
'YPEl - 'A
RCSEC'
CDEL'fl・
1.0
0
CRO'
l
'Al 0.00
('QVAL2
0.00
)JX2 ・
288.00
c'rYpE2 ・
， ARCSEC'
CDEt
.T2 ・
1.00
CRO
'
rA2 0.00
SKY-MI
¥G ・
20.0000
INS'I'RUME- ，
OUDA CCD CAMERA'
;'
I'ECTER- 'TIIOMSON TI
I
7882'
DF
BIN-FC'rl・
1
sIN-FC'
J
'2・
1
CAM-'
rEMP- '-120.0'
，
X
PBl
0
PSIG
0
EPADU
2.3
READNOIS4.7
TELESCOP- 'OUDA 60CM R-C'
'
J
'EL-LONG+135.
570000
TEL-LA'
1
'I+34.280000
OBSERVER 'yoshida'
ORIGIN - 'OUDA ASTRONOMICAL STATION'
・ '1991/02/05'
DATE
END
・
圃
-4
7
-
/ BASIC FITS TI
¥PE FORMAT
/ BIT NUMBER PER PIXEL
/ IMAGE DIMENS工ON
/ NUMBER OF PIXELS PER ROW
/ NUMBER OF ROWS
/ REAL - TAPE * BSCALE + BZERO
/ DATA VALUE OFFSET
/ UNITS OF BRIGHTNESS
/ VALUE FOR VALUE-UNDEFINED PIXELS
/ OBJECT NAME
/ OBJECT/FLAT/COMP/DARK/BIAS/ETC.
/ ORIGINAL FILE NAME
/ FIL''
IER NAME
/ OBSERVED WAVELENGTII sAND
/ CENTER WI
¥VELENGTII
/ GRATING USED
/ SLIT WIDTH (ARCSEC)
/ SLIT POSITION ANGLE
/ DISPERSION AXIS
/ ACTUAL INTEGRATION TIME (SEC)
/ RIGIIT ASCENSION
/ DECLINATION
/ EPOCI OF RA AND DEC
/ DATE OF DATA ACQUISITION
/ JAPAN STANDARD TIME (09S. START)
/ JAPAN STANDARD TIME (OBS. END)
/ ZENITH DISTANCE
/ UT (MID-EXPOSURE TIME)
/ JULIAN DAY
/.
r
OCAL SIDERIAL TIME
/ AIRMASS (SEC Z)
/ IMAGE SIZE (ARCSEC)
/ SNG S'rART POINT RfGII1
' ACSENSION
/ SNG START POIN1
' DECLINATION
/ SNG RIGIIT ACSENSION OFFSET (ARCSEC)
/ SNG DECLINATION OFFSET (ARCSEC)
/ REFERENCE POINT VALUE IN ARCSEC
/ REFERENCE POINT PIXEL LOCATION
¥L COORD. ON AXISl
/ TYPE OF PHYSICI
/ PIXEL SIZE ON AXISl
/ CCW ROTATION
/ REFERENCE POINT VALUE IN ARCSEC
/ REFεRENCE POINT PIXEL LOCATION
/ TYPE OF PHYSICAL COQRD. ON AXIS2
/ PIXEL SIZE ON AXIS2
/ CCW ROTATION
/ NOT YET DETERMINED
/ PIIOTOMETRIC CC200 CAMERA SYSTEM
/ CCD CIIP US巳D
/ sINNING FAC1
'OR ON AXISl
/ sINNING FACTOR ON AXIS2
/ CCD TEMPERATURE (CENTIGRADE)
/ NUMBER OF PREBLACK SUBPIXELS
/ NUMBER OF PRESIGNAL SUBPIXELS
/ ELEC'
l
'RONS PER A.
D.U.
/ CCD READOUT NOISE (ELECTRON UNIT)
/ TELESCOPE NAME
/ LONGITUDE OF TII
E TELESCOPE
/ LATITUDE OF THE TELESCOPE
/ OBSERVER'S NAME/IDENTIFICATION
/ TAPE WRITING INSTITUTION
/ DATE WHEN DATA FILE WRI'
rTEN
'k装されているタスクの例を次に挙げる。
EXPOSURE
このタスクは、与えられた諾 [
1
1時間で CCDを露出し、データをハードディスクにセーブする。
メインメニ品 ーから 、 )EXPOSURE) を選択し、総 I
l
'
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時B
J
Jを設定する と、まず 、 CCDの伐({
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jが読み 1
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1dれる。その後、熱雑音防止のため、 CCDの素子上 j首相r.N(
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を訴し、低照度による転送効率劣化を改持するための一同光を CCDに
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のみで行 い
、 CCD は読み，'"さない。また 、ソ フトウェアが総鍔1
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Hl欣時
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間を行問しているため、途中の中断 ・再開でも総露 1
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¥時間が変わることはない。こうした機能は、
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1
1
天候の一 時悪化、例えば妥の到来などで一時露出を中断したい場合などに行幼である。途 1
でお 1
をr
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l止することもできる。この場合は、 CCD は読み 1
1
1される。
，終了あるいは IIJI
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ヒ後、 CCDは説み出され、データはディジタル化されて C
C
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(
)
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送され、ビデオモニタに表示される。観測者は、ビデオモニタ上でデータの間 q
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lや、先示問
調の変豆!など、データの質の確認ができる。それが終わり、取得したデータをセーブする j弘行に
は、データヘッダーに必要なパラメータ(例えば、天体名、観測波長など)の人力をする 。データ
耐
えs
のように FT
TS形式でハードディスクにセーブされる。データのセ ーブが終了するとメイ
は1
ンメニューに戻る。
FOCUS
このタスクは CCDカメラの合政のためのものである。このタスクは、ぐ CDのある・部分
だけを観 a111 者が設定した 1時間間隔、露出時間 、 回数で抗み出す。観測者は tll~f.立を l切る L せはにjÎJj
け、読み出し領岐をその星の位置に設定した後、 このタスクを起動する。必要な設定か終わると、
次々に鉱山を行い、抗み 1
1:1していくので、露出と露出の間に少しずつカメラの焦点を変える o 設 定
された同数蕗出が終了すると 、 CC
200のメモリ上ですべての路出データを車内作し、 ビデオ・モニ タ
』こJ!<.示する。つまり、
3
1なるカメラ焦点での星の像がすべてモニタに表示 dれることになみ 。 t
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者は、モニタ上の混似の賢から最適のカメラ焦点を割り
1
1
1すことができる。
DARKS
CCD の H富市流(熱雑音)データを取得する。 CCD の ng 屯流は、前節で述べたように ~I '
，
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止
に
1
庁
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低いが、長時間露出では無視できないため、その補正のために暗電流データを取得する 。 1
データはカウントが低いため、十分な
SjNを得ょうとすれば、多数枚の長時 1
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税分の日目 7
日比デー
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-
タを取 i与する必要がある。このタスクでは、任意の積分時間の nfrmim データを任.むの枚数だけ rl~)J
的に取得し、ハードディスクにセーブする。各々の暗電流データ取得直後に、出数枚のバイアス
データを i
取得 ・平均し、セーブする。
謝辞
発表論文の共省:
告である大谷浩 I
¥
V1:には、共著者として発表論文の完成に多大な .
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、
，
を して 聞
きました。また、.;q占-の指導教官として長年にわたり、後指導、御鞭陪賜りました。併ぜ て、ここ
に深い感謝の怠を点します。岡山天体物理観測所の所 Rの持さんにはむl
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lJの￨際に大変お I
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fにな
り、イi り難うございました。特 iこ、氏自I~大学の CCD カメラ用のフィルターホルダーを 1'1 ・ っ て rn
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いた I
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を史さんに感謝致します。観 n
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Jを手伝ってくれた小杉城治君にも感刈します 。 Mi
去にお!I
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訊になりました下町物JlIl学教主の作峨にら感謝いたします。
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