（2020年10月6日）

ブラックホールから出ている細く絞られたプラズマの噴流「ジェット」。その発生機構は現代天文学の未解決問題の１つです。そのジェットを研究するのに適した天体「ブレーザー」には明るい「クェーサー型」(Flat Spectrum Radio Quasar; FSRQ)と暗い「とかげ座BL型」(BL Lac object)の２種類が知られています。広島大学「かなた望遠鏡」でこれらの天体を観測していると、クェーサー型はたまに突然明るくなる一方で、とかげ座BL型は常に不規則に明るさが変わるなど、２つの型で異なる挙動をしているように見えます。その違いから、ジェットの謎に迫れないかと考えたのが本研究の動機でした。

この研究には２つの難しさがあります。１つは不規則な明るさの変化をどのように数値として特徴付けるか、という問題です。私たちはオルンスタイン・ウーレンベック(OU)過程という確率過程モデルの一種をデータに当てはめ、時間変動のタイムスケールや大きさ、さらにはそれを応用して時間変化の非定常性などを数値化し、データを特徴付ける量として抽出しました。データはかなた望遠鏡がこれまでに得た18天体の光度と偏光のデータを1年ずつに分割して38のサンプルを作り、それぞれから９つの特徴量を抽出しました。もう１つの問題は、そのようにして抽出された特徴量のうち、どの組み合わせが２つの型の違いをよく表すのかという問題です。この問題に対しては、機械判別のモデルであるスパースロジスティック回帰を利用し、性能の良い判別モデルを作る特徴量の組み合わせこそが、２つの型の違いをよく表すものだと考えました。

解析の結果、時間変動の大きさ、タイムスケール、非定常性、偏光度の平均値が２つの種類を特徴付けるのに重要であることがわかりました。このうち最初の３つは光を放射している電子のエネルギーの違いで説明できます。平均偏光度がクェーサー型は低く、とかげ座BL型で高い傾向にあることは以前から気づいてはいましたが、それが定量的に確認された結果です。この結果は、とかげ座BL型にはクェーサー型には存在しない「常に明るい光源」がジェットに存在していることを示唆し、ジェットに関する新たな知見となりました。

データを人間が目で見て気づいた点を、OU過程や機械判別などの新しい手法で定量的に確認するという、解析手法の点でも新しい研究でした。

植村誠（宇宙科学センター　准教授）

論文へのリンク：Uemura, M., Abe, T., Yamada, Y. & Ikeda, S., "Feature selection for classification of blazars based on optical photometric and polarimetric time-series data", PASJ, 72, 74, 2020