| Project Area | Gravitational wave physics and astronomy: Genesis |
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| Project/Area Number |
17H06357
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田中 貴浩 京都大学, 理学研究科, 教授 (40281117)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
固武 慶 福岡大学, 理学部, 教授 (20435506)
田越 秀行 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (30311765)
向山 信治 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (40396809)
大向 一行 東北大学, 理学研究科, 教授 (70390622)
河合 誠之 東京工業大学, 理学院, 教授 (80195031)
吉田 道利 国立天文台, ハワイ観測所, 教授 (90270446)
ヴァギンズ マーク 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 教授 (90509902)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥82,810,000 (Direct Cost: ¥63,700,000、Indirect Cost: ¥19,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000)
Fiscal Year 2018: ¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000)
Fiscal Year 2017: ¥14,820,000 (Direct Cost: ¥11,400,000、Indirect Cost: ¥3,420,000)
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| Keywords | 宇宙物理 / 重力波 / Ｘ線天文学 / 光学赤外線天文学 / 理論天文学 / 宇宙物理学 / ブラックホール / 中性子星 / 超新星爆発 / 重元素合成 / 重力理論 / 星形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2017年度にスタートした本新学術領域は，この好機を活かすために，重力波データ解析，対応天体観測，理論的研究が連携するすることで，重要な成果を挙げるとともに，将来を担う若手研究者の育成をおこない，この新しい学問の創世をリードすることを目指すものです．この領域の門出を祝うかのように、重力波の電磁波対応天体が初めて観測された連星中性子星合体イベント GW170817 が検出されました。このイベントについて、本領域からも多くの成果が挙がりました。
本新学術領域のメンバーを中心に構成された日本の重力波追跡観測チーム J-GEMは、この重力波検出の速報を受けて、すばる望遠鏡や南アフリカに設置された IRSF 望遠鏡などを用いて重力波の到来方向の徹底的な観測を行い、重力波源の電磁波対応天体(SSS17a)の詳細な観測に成功しました。J-GEMによる観測によって、GW170817が放った光は可視光で急激に暗くなる一方、赤外線で比較的長く光ることが明らかとなりました。またJ-GEMは、すばる望遠鏡の超広視野カメラ(HSC)を用いた広域な探査観測によって、確かにSSS17aがGW170817の対応天体であることの確認をおこなるという重要な貢献を果たしました。観測されたSSS17aの性質から、今回の観測によって重元素の合成現場が捉えられたといえます(B03)。
このイベントには短ガンマ線バースト(sGRB)も付随していましたが、発見されたsGRBは普通のsGRBより100倍以上も暗いものでした。これに対して、普通のジェットを約30度の角度から見ると今回の明るさに見えることをいち早く指摘しました(B02)。
上記のような観測結果のより精密な解釈には、数値相対論によるシミュレーションが大きな威力を発揮しました(B01)。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
LIGOによるGW170817の発見から、多くの科学的成果が本領域から発信された。研究実績に述べた以外にも、光度曲線を説明するための精密な理論モデルの構築、後期電波放射を説明するようなモデルの構築、重力波と電磁波の同時観測による修正重力理論に対する制限や将来のハッブル定数決定精度向上の予測など、様々な理論的研究もなされた。
各計画研究では、連携のとれた共同研究が組織されてきている。
重力波観測からのデータ解析では、データ解析コードの開発が進められている。GW170817からの高密度核物質の状態方程式に対する制限についての独自の解析も進んでいる。
電磁波対応天体観測網という観点では、GW170817での観測では起こった時間や天球面上での位置などにおいて不運な点はあったが、成果を挙げ、すべての波長において観測組織としてきちんと機能することを示した。さらなる整備としては、MAXIによる自動速報のパイプラインの整備も進行中であり、スーパーカミオカンデへのガドリニウム添加についても計画通りに進行している。
また、Annual Area Symposium（2018/3/5-7, 宇宙線研), Physics of Core-Collapse Supernovae and Compact Star Formations(早稲田, 2018/3/19-21, C02), 初代星・初代銀河研究会2017(呉, 2018/2/10-12, A03), GWASNe2018（国立天文台, 2018/1/29-30, C01), Area Workshop 2017 Autumn, Group A 合宿（東北大, 2017/12/7-9, A01-A02-A03), KICKOFF workshop（京大, 2017/9/22-23）等の多数の研究会を主催した。ニュースレター1号も発刊した。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的な方針に変更はない。さらに、計画研究をまたぐ研究会などを組織して、計画研究間の連携と相互批判をより密接におこなっていく。とりわけ、先進的な重力波データ解析手法の開発実装において世界に先駆けた研究成果を挙げることは、本領域の目玉のひとつである。この分野は組織的な取り組みなしに大きな成果を期待することが特に難しい分野である。目に見える成果が挙がるように領域を挙げて取り組む。
国際活動としては、2017年度は22件の海外からの招聘、14件の派遣があったが、若手研究者長期派遣が行われなかった。今年度は、若手研究者長期派遣についても、既に計画があり、一般向けのレポートを書いてもらい掲載する予定になっている。
昨年度雇用した秘書が家庭の事情で退職を余儀なくされた。至急、新しい秘書を公募し、滞りなく情報発信を続けていきたい。
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