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ブラックホール連星の起源の解明に向けた統計的手法の研究

Publicly Offered Research

Project AreaGravitational wave physics and astronomy: Genesis
Project/Area Number 18H04572
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

大栗 真宗  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (60598572)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords重力波 / 重力レンズ / 観測的宇宙論 / 大規模構造
Outline of Annual Research Achievements

連星ブラックホールの起源を探る方法として重力波観測によりその質量及び赤方偏移分布を調べる方法がある。しかしながら遠方重力波は途中の密度分布の非一様性に起因する重力レンズ効果により見かけの質量、赤方偏移が変更を受ける。この影響を定量的に調べるため、強い重力レンズと弱い重力レンズを組み合わせた重力レンズ増光率分布の新しい理論モデルを構築し、それを用いて重力レンズの効果を調べた。その結果、重力レンズ効果により見かけ上重たい質量や遠くの赤方偏移のイベントとして観測される重力波が分布を卓越することを見出した。特に見かけ上高赤方偏移の現象が、重力レンズにより減光されたイベントにより生じることを指摘した。これは重力波分布の解釈に置いて重力レンズが決定的に重要な効果を及ぼすことを意味する。また強い重力レンズの場合の重力波の複数像の期待される時間の遅れを包括的に予言した。
重力波は波長が長いため、その伝搬において幾何光学近似が使えず波動光学的効果が重要になる場合がある。この現象を調査し、重力波観測において波動光学効果が効く状況を明らかにした。また超新星、ガンマ線バースト、高速電波バーストなどの突発天体は有力な重力波源として知られているがこれらに対しても波動光学効果の観測可能性を特に有限ソースサイズ効果を注意して調べ、高速電波バーストについては波動光学効果が観測されうることを指摘した。このような波動光学効果を活用することで連星ブラックホールの起源についてもより有力な情報が得られる。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] LMU Munich(ドイツ)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] ASIAA(その他の国・地域 (台湾))

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Searches for Population III Pair-Instability Supernovae: Impact of Gravitational Lensing Magnification2019

    • Author(s)
      Kenneth C. Wong, Takashi J. Moriya, Masamune Oguri, Stefan Hilbert, Yusei Koyama, and Ken'chi Nomoto
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 71 Issue: 3 Pages: 60-60

    • DOI

      10.1093/pasj/psz037

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effect of Lensing Magnification on Type Ia Supernova Cosmology2019

    • Author(s)
      Hinako Sakakibara, Atsushi J. Nishizawa, Masamune Oguri, et al.
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 486 Issue: 3 Pages: 4365-4376

    • DOI

      10.1093/mnras/stz1117

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Strong Gravitational Lensing of Explosive Transients2019

    • Author(s)
      Masamune Oguri
    • Journal Title

      Reports on Progress in Physics

      Volume: 82 Issue: 12 Pages: 126901-126901

    • DOI

      10.1088/1361-6633/ab4fc5

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of gravitational lensing on the distribution of gravitational waves from distant binary black hole mergers2018

    • Author(s)
      Oguri Masamune
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 480 Issue: 3 Pages: 3842-3855

    • DOI

      10.1093/mnras/sty2145

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] New directions in strong lensing2019

    • Author(s)
      Masamune Oguri
    • Organizer
      CosmoCruise 2019: From the Early to the Late Universe
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Gravitational waves in the inhomogeneous Universe2019

    • Author(s)
      Masamune Oguri
    • Organizer
      Cosmological Frontiers in Fundamental Physics 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Gravitational waves in the inhomogeneous Universe2019

    • Author(s)
      Masamune Oguri
    • Organizer
      Dark Odyssey 2020: Gravitational-Wave Probes of Dark Universe
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Effect of Gravitational Lensing on the Distribution of Gravitational Waves from Distant Binary Black Hole Mergers2018

    • Author(s)
      大栗真宗
    • Organizer
      The Second annual symposium of the innovative area ``Gravitational Wave Physics and Astronomy: Genesis''
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-08-19  

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