| Project/Area Number |
19K03864
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
|
|---|
| Keywords | 原始ブラックホール / 重力波 / 原始密度揺らぎ |
|---|
| Outline of Research at the Start |
米国のLIGO重力波検出器によるブラックホール連星の発見(２０１５年)以降、それらのブラックホールの起源を解明することが宇宙物理学の課題となっている。LIGOによる発表直後に、本研究遂行者は「LIGOで見つかった重力波は、原始ブラックホール連星の合体から生じたもので説明できる」というシナリオを提唱した。そこで、本研究では、将来連星ブラックホールの自転速度分布も観測的に確立することを見据え、この観測量に着目し、「BHの自転速度分布が、どの程度原始BHシナリオの検証に有効かを解明する」ことを目指す。
|
| Outline of Final Research Achievements |
I determined the threshold for the size of primordial density fluctuations required for the formation of primordial black holes. The threshold increases with the square of the angular momentum, indicating that primordial black holes with higher rotation speeds are less likely to form. Consequently, it was found that the distribution function of fluctuations, rather than the threshold, primarily determines the angular momentum distribution of primordial black holes, at least for Gaussian-type primordial fluctuations. Based on these results, a methodology was developed to verify primordial black hole scenarios through gravitational wave observations using merger rate distributions, which was then applied to actual data from the LIGO-Virgo O3 observations. It was demonstrated that the current data volume is insufficient, highlighting the need for data accumulation through future observations.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
LIGOによるブラックホール(BH)連星の発見以降、原始BHが注目を集めています。原始BHが本当に宇宙に存在するかどうかを明らかにすることで、初期宇宙の解明が一段と進みます。原始BHは、重力波だけでなく他にも遠方の星を重力レンズで増光させたり、宇宙マイクロ波背景放射を歪めたりと、様々な電磁的観測シグナルを生み出します。これまでにもそのような電磁観測から原始BHの存在量に制限が与えられてきましたが、LIGO以降、重力波を用いた原始BHの検証という新しい潮流が生まれています。本研究は原始BHの新しい検証方法を構築し、原始BHの存在可能性に対する知見を拡げるものです。
|
