2016 Fiscal Year Annual Research Report
A Method for Direct Measurement of BH Spacetime
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26610050
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| Research Institution | Daido University |
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Principal Investigator |
斉田 浩見 大同大学, 教養部, 准教授 (80367648)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ブラックホール / 重力レンズ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一般相対論によってブラックホールは剛体回転をしていることが数学的に示されている。これは、ブラックホールは質量と自転角運動量（スピン）の2つで完全に決まることを意味する。従って、「ブラックホール直接観測」とは「ブラックホールの重力に起因する一般相対論的な効果を観測することで質量とスピンを測ること」と定義できる。本研究課題は、電磁波観測によるブッラクホール直接観測の方法を提案することである。
H26年度とH27年度の前半には、何らかの自転する天体による重力レンズ効果が遠方の観測者に測定できるような現象を起こす場合、その自転する天体はブラックホールしかないか（小さくて重い星の可能性はないか）を調べた。そして、ほぼブラックホールだと考えてよいという結論を得た。これは2本の論文にまとめて発表した。
H27年度の後半からH28年は、以上の結果を踏まえて、自転するブラックホールの重力レンズ効果の観測量を考えて、ブラックホール直接観測の方法を提案した。具体的には、ブラックホール近傍の光源が放射する1次光（最短経路を通って観測者に届く光線）と2次光（ブラックホールを1週してから観測者に届く光線）の「観測者への到達時刻の差，T」と「観測強度の比，R」を観測量として想定した。そして、ブラックホール近傍の複数の光源（ブラックホール、光源、観測者の様々な相対的配置）から届く1次光と2次光の T，R を測定することで、ブラックホールの質量とスピンが読み取る方法を考案した。そして、その観測量 T，R が、現在の望遠鏡の能力で原理的に測定可能であることも示した。この研究成果は1本の論文として発表したところである。
なお、本研究課題で想定した光源はシンプルな設定である。今後は、より現実的な設定の光源を考えて、ブラックホール直接観測の方法（データの扱い方なども含めて）をより現実的な形に整えていきたい。
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