• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Instability of gravitational triple systems and its application to the search for triples including blackholes

Research Project

Project/Area Number 23K25908
Project/Area Number (Other) 23H01212 (2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023)
Section一般
Review Section Basic Section 16010:Astronomy-related
Research InstitutionKochi University of Technology (2024)
The University of Tokyo (2023)

Principal Investigator

須藤 靖  高知工科大学, 総合研究所, 特任教授 (90183053)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 林 利憲  京都大学, 基礎物理学研究所, 特別研究員(PD) (00972621)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2028-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥14,820,000 (Direct Cost: ¥11,400,000、Indirect Cost: ¥3,420,000)
Fiscal Year 2027: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2026: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsブラックホール / 天体力学 / 三体問題 / 重力波 / 力学的安定性
Outline of Research at the Start

重力的に相互作用する三体系の力学的不安定性の解明とその進化の結果として誕生する二体系の観測天文学的検証を目指す。特に、銀河系内に存在しながら重力波では観測できない長周期ブラックホール連星をその回りを公転する天体の運動を通じて発見する可能性、未だ発見されていないブラックホール三体系を将来の宇宙重力波望遠鏡を用いて発見する可能性、を2つの具体的ゴールに設定し、そのために必要な理論的基礎研究を行う。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、すでに重力波によって直接検出されている連星ブラックホールを、可視光で検出する可能性を念頭におき、恒星と連星ブラックホールからなる3体系の力学を定量的に理解し、その恒星の運動から連星ブラックホールの性質を解明することを目的としている。
我々はすでにそのような提案を数本の論文として発表していたが、位置天文衛星Gaiaが発見した恒星とブラックホールからなる連星系Gaia BH1に対して、それが単独のブラックホールとの連星系ではなく、連星ブラックホールとの3体系である場合を詳細に調べ、その検出可能性をまとめた論文を発表した。その後、カルフォルニア工科大学のグループが、まさにその方法論に基づいた可視光追観測を行った。結果は、連星ブラックホールである可能性に強い制約を課したものであるが、我々の提案した方法論が、今後数多く発見されるはずのGaia 恒星ーブラックホール連星系の中に潜んでいる可能性のある、連星ブラックホールを発見するうえで、現実的にも重要であることを示したものである。
また、数値シミュレーションを用いて、銀河中心に存在する超巨大質量ブラックホールのスピンと、母銀河の角運動量ベクトルの相関についての理論予言を行い、その観測的検証法を提案した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本課題申請時に発表していた理論論文での提案に適合する恒星ーブラックホール連星系が観測から発見され、我々の提案の検証が現実的であることが明らかとなった。そこで、その具体的なターゲットに対して詳細な理論予言を行い、米国の観測グループがその方法論に基づいて観測的制約を導いたことは、今後の発見に大きな期待をもたらすものとなった。

Strategy for Future Research Activity

今後は引き続きGaia衛星が発表する新たな恒星ーブラックホール連星系に着目し、必要に応じてよる具体的な計算を行う。それとは独立に、銀河中心の巨大ブラックホール周りを公転する太陽の数倍程度のブラックホールからなる連星という違うタイプの三体系に着目し、中心巨大ブラックホールによる3体力学的効果によって、どのような力学進化を遂げるかを数値シミュレーションによって明らかにする。さらにブラックホール3体系からの重力波は、その不安定性との関係で明確な理論テンプレートが構築されていないため、安定な階層的3体系に限定して、一般的な重力波モデルを構築することを目指す。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Formation of Unipolar Outflow and Protostellar Rocket Effect in Magnetized Turbulent Molecular Cloud Cores2024

    • Author(s)
      Takaishi Daisuke、Tsukamoto Yusuke、Kido Miyu、Takakuwa Shigehisa、Misugi Yoshiaki、Kudoh Yuki、Suto Yasushi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 963 Issue: 1 Pages: 20-20

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad187a

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Constraining the Binarity of Black Hole Candidates: A Proof-of-concept Study of Gaia BH1 and Gaia BH22023

    • Author(s)
      Hayashi Toshinori, Suto Yasushi, Trani Alessandro A.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 958 Issue: 1 Pages: 26-26

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acf4f6

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamics of a triple system comprising an inner binary black hole in a mutually inclined orbit2023

    • Author(s)
      Yasushi Suto
    • Organizer
      Kavli-IAU symposium 382 "Complex Planetary Systems II"
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] From N to 32023

    • Author(s)
      Yasushi Suto
    • Organizer
      The 14th RESCEU symposium "From Large to Small Structures in the Universe"
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Dynamics of a tertiary body orbiting an inner black-hole binary2023

    • Author(s)
      Yasushi Suto
    • Organizer
      RESCEU-NBIA workshop on gravitational-wave sources
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 宇宙する頭脳2024

    • Author(s)
      須藤靖
    • Total Pages
      288
    • Publisher
      朝日新聞出版
    • ISBN
      9784022952585
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2023-04-18   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi