新しい重力波の時間周波数解析法で探る超新星爆発メカニズム

• Project Area: Gravitational wave physics and astronomy: Genesis
• Project/Area Number: 18H04577
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 河原 創 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90649758)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 時間周波数解析 / 重力波 / 超新星爆発 / 自己重力レンズ / 重力波解析

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、超新星爆発の際に発生する重力波の時間周波数解析法を構築した。特にシミュレーションから得られる重力波波形に対し、Quadratic Time-Frequency Analysis (QTFA)、特にS-methodを適用した。QTFAはスペクトログラムよりも分解能が高いのが特徴である。その結果、従来見逃されていたモードと、従来は一つの準定常モードだと思われていたものが基音と倍音で構成されていることが分かった。さらにS-methodの偏光バージョンに拡張したものを提案し、適用することで、これらのモードの偏光状態も知ることができた。その結果、このような重力波を生成するメカニズムは従来、言われていたPMSの変形ではなく、コア振動であることが原因であることが分かった。このように超新星爆発の場合、たとえシミュレーションであっても、その重力波発生メカニズムを調べることは容易ではなく、今回、開発した手法が有効であることを示すことができた。また、重力波発生源としていまやメジャーとなったブラックホールバイナリのような系がどのような進化で形成されるのかはよくわかっていない。そこでケプラー衛星のデータ中からコンパクト星が引き起こす重力レンズ増光を検出する手法を開発し、実際に白色矮星による増光現象を詳しく解明した。これは今後、TESSデータ内にブラックホールのレンズ増光を発見するための前段階として有用である。これらの結果も、Masuda, Kawahara+2019としてAJとして出版された。

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。

Research Products

• [Journal Article] Transiting Planets Near the Snow Line from Kepler. I. Catalog (2019)
  • Author(s): Kawahara Hajime、Masuda Kento
  • Journal Title: The Astronomical Journal Volume: 157 Issue: 6 Pages: 218-218
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ab18ab
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Self-lensing Discovery of a 0.2 M White Dwarf in an Unusually Wide Orbit around a Sun-like Star (2019)
  • Author(s): Masuda Kento、Kawahara Hajime、Latham David W.、Bieryla Allyson、Kunitomo Masanobu、MacLeod Morgan、Aoki Wako
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 881 Issue: 1 Pages: L3-L3
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab321b
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Transiting Planets near the Snow Line from Kepler. I. Catalog (2019)
  • Author(s): Kawahara and Masuda
  • Journal Title: The Astronomical Journal Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Linear and Quadratic Time-Frequency Analysis of Gravitational Waves from Core-Collapse Supernovae (2018)
  • Author(s): Hajime Kawahara, Takami Kuroda, Tomoya Takiwaki, Kazuhiro Hayama, Kei Kotake
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 867 Issue: 2 Pages: 126-126
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aae57b
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] X-ray study of the double radio relic Abell 3376 with Suzaku (2018)
  • Author(s): I. Urdampilleta, H. Akamatsu, F. Mernier, J. S. Kaastra, J. de Plaa, T. Ohashi, Y. Ishisaki, H. Kawahara
  • Journal Title: Astronomy and Astrophysics Volume: 618 Pages: A74-A74
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201732496
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Back to “Normal” for the Disintegrating Planet Candidate KIC 12557548 b (2018)
  • Author(s): Schlawin Everett、Hirano Teruyuki、Kawahara Hajima、Teske Johanna、Green Elizabeth M.、Rackham Benjamin V.、Fraine Jonathan、Bushra Rafia
  • Journal Title: The Astronomical Journal Volume: 156 Issue: 6 Pages: 281-281
  • DOI: 10.3847/1538-3881/aaeb32
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Searching for Self-Gravitational Lensing by A Black Hole in TESS Full-Frame Images (2019)
  • Author(s): Hajime Kawahara
  • Organizer: Joint symposium of MEXT innovative area x KONAN GAKUEN 100th Anniversary International Scientific Symposium Series Sponsored by The Hirao Taro Foundation of KONAN GAKUEN for Academic Research
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A Linear and Quadratic Time-Frequency Analysis of Gravitational Waves from Core-Collapse Supernovae (2018)
  • Author(s): Hajime Kawahara
  • Organizer: Gravitational Wave Physics and Astronomy: Genesis
  • Invited