(2020年6月22日)
2019年4月に「ブラックホールの「黒い穴」が见えた」というニュースが话题となりました。このとき「ジェットは见えなかった」とも発表されたのを覚えている人はいるでしょうか?「ジェット」とはブラックホール付近から超高速で喷出しているプラズマの喷流で、なぜ喷き出ているのか、よくわかっていません。ジェットは电波から赤外线、可视光、齿线、ガンマ线とあらゆる电磁波の波长で検出されます。2008年、広岛大学も开発に参加した「フェルミガンマ线宇宙望远镜」が打ち上がり、実际に电波からガンマ线まで良いデータが得られるようになりました。その多波长でのスペクトルに予想される理论モデルを当てはめることで、モデルのパラメータである磁场やジェットの速度、光を出している电子のエネルギーなどを推定することができます。
しかし、残念ながらパラメータの数が多く、データから全てのパラメータを决めることはできないことが知られています。そこで、これまで研究者は1つか2つのパラメータを仮定して、その他を推定してきました。どのパラメータをいくつ仮定するかは各研究者によってまちまちでした。
今回、私たちはジェット天体である活動銀河核 Mrk 421 のデータを使って、7個のモデルパラメータのうち、どれがどのように決まらないのかを詳細に調べました。解析にはマルコフ連鎖モンテカルロ法を用いて、7個のパラメータが作る7次元空間内のモデルを高い効率でサンプリングしました。その結果、7個のうち磁場や速度など4個のパラメータの相関が強く、これらのうち1つを仮定しないと他のパラメータが決まらないことがわかりました。逆に、2つ仮定すると最適なモデルを選ばない可能性があり、そのような先行研究に警鐘を鳴らす結果となりました。また光を出している電子のエネルギーは独立に決まることもわかりました。この結果を踏まえて Mrk 421 のデータを解析したところ、暗い時期には磁場が強い狭い領域が、明るい時期には磁場が弱い広い領域がそれぞれ光っていることが明らかになりました。
苦労して良いデータを得ても、そこから天体の情报を抽出する方法を间违ってしまうと、结论も间违ったものになります。今回の成果は主にデータ解析の方法论に関する地味なものですが、今后、同様の研究の基础となる成果になったと思っています。
植村诚(宇宙科学センター 准教授)
论文へのリンク:

7つのモデルパラメータの事后确率分布。上の4つ(磁场、ジェット速度、放射领域のサイズ、电子の数)の相関が强く、下3つ(いずれも电子のエネルギーに関係)は独立に决まる。最适なモデルが1つに决まらなくても、このような构造がわかることで适切なデータ解析の戦略をとることができる。