2015 Fiscal Year Annual Research Report
ブラックホール・中性子星連星の合体に対する数値相対論による包括的研究
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14J02950
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
川口 恭平 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 宇宙物理学 / 数値相対論 / 重力波 / 電磁波対応天体 / 連星合体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はブラックホール中性子星連星合体を連星パラメータに対する依存性を数値シミュレーションを元に系統的に調べるものである。特にこれまでの先行研究であまり調べていなかった連星の軌道が歳差運動するようなパラメータ領域を含んだ一般的な状況における振る舞いを調べている。本年度は前年度までに行ったシミュレーションの結果の、特に降着円盤形成や物質放出に着目し、それらの連星パラメータに対する依存性をこれまでにない一般的な状況も含めて明らかにした。またこの得られた成果を論文にまとあげた。この成果は当該分野に大きく貢献するもので、事実、これらの成果をまとめた論文はPhysical Review D誌に掲載され、特に同誌の Editors's suggestionに採択された。
この結果とこれまでの先行研究の結果を活用し、ブラックホール中性子星連星合体に伴う電磁波対応天体のひとつであるkilonova/macronovaを定量的に系統的に予想する枠組みを与える研究を行った。これは重力波観測における電磁波対応天体サーチの観測戦略の指針となるものであり、また、重力波観測と電磁波対応天体から得られる情報をより有用なものとする研究である。
さらに現在数値シミュレーションから得られた重力波波形の解析を行っている。今回の数値シミュレーションで、ブラックホール中性子星連星合体からの重力波はこれまで考えられてきたよりもずっと複雑な振る舞いをする事が分かった。こうした波形から物理的情報を抜き出せるかはまだよく研究されておらず現在それを解明すべく取り組んでいる。
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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
主な理由は研究がおおむね研究計画通り順調に進んでいることによる。本年度の目標のひとつにより広いパラメータ領域の調査があったが、これは新たにシミュレーションを行い、その振る舞いを調べた事から達成されている。さらにこれらの結果をもちいて、一般的な連星パラメータに対して放出される物質の振る舞いを与える枠組みを構築した点は計画以上にすすんだ結果である。またさらにこうして得られた結果を実際の電磁波対応天体観測の観測量と結びつける研究を行い、これを成し遂げた点も計画以上に進んだ点である。また、重力波波形の解析も海外の研究者と恊働して行っておりこれから成果が期待される。本年度の計画にあった磁場を取り入れたシミュレーションに関しては予定よりも少し遅れている。この点を加味して総合しておおむね順調であると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究で多くのシミュレーションデータが蓄積している。今後はこうしたデータをより詳しく解析する事で一般的なブラックホール中性子星連星合体の性質と、その観測可能性を議論する予定である。
現在主に取り組んでいるのはシミュレーションから得られた重力波波形の解析である。本年度はこうした重力波波形の現象論的モデルのひとつであるEffective One Bodyモデルの専門家の元を訪ね議論を重ねた。その介あって現在共同研究をスタートさせており、今後はこうした研究者とともにブラックホール中性子星連星合体からの重力波波形からどういった物理的情報が抜き出せるかを議論する予定である。またこれら重力波波形の違った観点からの解析を日本の他の研究者とともに始めており、これは既に一定の成果を得ている。
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