2019 Fiscal Year Research-status Report
連星ブラックホールの自転から迫る原始ブラックホールの検証
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19K03864
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
須山 輝明 東京工業大学, 理学院, 准教授 (20456198)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 原始ブラックホール / 原始密度揺らぎ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度は、以下の研究テーマに取り組んだ。一つ目は、自転角運動量を持つ原始ブラックホールの形成条件を求めたことである。二つの異なる手法で、原始ブラックホール形成に必要な原始密度揺らぎの大きさの閾値を角運動量の関数として求めた。最初の手法は、ニュートン重力的描像に基づくジーンズ不安定性の枠組みでの解析であり、他の手法は原始ブラックホールに崩壊する高密度領域を閉じたフリードマン宇宙として扱う一般相対論的な枠組みでの解析である。二つの手法で閾値の関数形は異なることが分かったが、どちらの場合でも角運動量を大きくすると閾値が大きくなる結果が得られた。この結果に基づくと、放射優勢期に形成した原始ブラックホールの自転角運動量は大きくならないことが期待される。この結果は、現在観測が進んでいる重力波干渉計によって発見が相次いでいるブラックホール連星が原始ブラックホールを起源とするかどうかを判別するための一つの指標に役立つと考えられる。二つ目は、原始密度揺らぎがガウス統計に従うという仮定の下で、原始ブラックホールに崩壊する領域の角運動量の分散の評価である。具体的には、初期条件として与えたスカラー型揺らぎから二次摂動論の手法を用いてベクトル型揺らぎを求め、そこから角運動量の表式を得た。ここから分散を得るには、アンサンブル平均を計算しなければならないが、それはまだ完了しておらず、このテーマを完成させることが今後の課題である。
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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
本年度の研究目標は、原始ブラックホール形成に必要な原始密度揺らぎの大きさの閾値を角運動量の関数として求めることであったが、それを遂行でき、結果を査読付き雑誌に掲載できたこと、初年度に次年度の研究計画の一部を行なうことができたことから、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り、引き続き原始ブラックホールに崩壊する領域の角運動量の分散の評価を行なう。
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| Causes of Carryover |
研究遂行のための研究代表者の所属機関へ外部の研究者を招へいする予定であったが、新型コロナウイルスの影響で滞在が中止になったために、未使用額が生じた。次年度は、オンラインでの研究打合せを行なう機会が急増している状況に対応するために、タブレット端末の購入費用に割り当てる。
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