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重力波源と波形の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14047212
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

中村 卓史  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80155837)

研究分担者 田中 貴浩  京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40281117)
柴田 大  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (80252576)
井岡 邦仁  京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (80402759)
原田 知広  京都大学, 大学院・理学研究科, 講師(研究機関研究員) (60402773)
大原 謙一  新潟大学, 理学部物理学科, 助教授 (00183765)
千葉 剛  京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (40324602)
西條 統之  京都大学, 大学院・理学研究科, 学振特別研究員
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
32,300千円 (直接経費: 32,300千円)
2005年度: 8,200千円 (直接経費: 8,200千円)
2004年度: 8,300千円 (直接経費: 8,300千円)
2003年度: 8,100千円 (直接経費: 8,100千円)
2002年度: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
キーワード重力波 / インフレーション / 輻射反作用 / 数値相対論 / 中性子星 / カーター定数 / ガンマ線バースト / BBO / DECIGO / ダークエネルギー / 重力波メモリー効果 / ポストニュートン展開 / ブレーンワールド / 重力理論 / 重力レンズ / γ線バースト / 一般相対論 / ブラックホール
研究概要

(1)重力波放出による輻射反作用
重力波放出による輻射反作用は、相対論の永年の問題であると同時に、テンプレート作成のために解明されなければならない課題である。カーブラックホールまわりの軌道の発展を調べる上で重要なカーター定数の時間発展を計算する簡便な方法を本年度遂に発見した。更に、我々はその方法を用いて具体的なカーター定数の時間変化の公式の導出に世界で初めて成功した。
(2)数値相対論による中性子星合体のシミュレーション
数値相対論により現実的と考えられる状態方程式を用いて中性子星連星の合体をシミュレーションをおこなった。中性子星の質量を変えた計算の結果、閾値以上の質量においては、即座にブラックホール形成が起こるのに対して、閾値以下では扁平した巨大中性子星が形成されることを明らかにした。閾値の値は状態方程式の詳細により、2.5〜2.7太陽質量の間程度になる。巨大中性子星の形成後やがてブラックホールへと崩壊するまでの間3〜4kHzの重力波が100ms弱の間継続して放出され、100Mpc以内のイベントは将来の重力波干渉計における重力波源となる。
(3)ガンマ線バーストのジェットモデル
ガンマ線バーストは有力な重力波源であるが、その中心エンジンの性質はまだよくわかっていない。中心から放出されるジェットの形状がわかれば中心エンジンの解明に一歩近づくことができる。そこでジェットの形状によって観測量がどのように依存するかを調べた。特にジェットの表面が非一様な場合に注目し、ピークエネルギーと全エネルギーの関係、ピークエネルギーと最高光度の関係、継続時間などを観測と比較した。その結果、非一様なジェットモデルは観測をよく説明できることがわかった。またジェットの開き角の分布が開き角の逆2乗に比例する可能性を指摘した。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (27件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] Exact wave propagation in a spacetime with a cosmic string2006

    • 著者名/発表者名
      T.Suyama
    • 雑誌名

      Physical Review D 73

      ページ: 24026-24026

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The spectrum of gravitational waves in Randall-Sundrum braneworld cosmology2006

    • 著者名/発表者名
      T.Kobayashi
    • 雑誌名

      Physical Review D 73

      ページ: 44005-44005

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetized hypermassive neutron star collapse: a central engine for short gamma-ray bursts2006

    • 著者名/発表者名
      M.Shibata
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 96

      ページ: 31102-31102

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Collapse of magnetized hypermassive neutron stars in general relativity2006

    • 著者名/発表者名
      M.D.Duez
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 96

      ページ: 31101-31101

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Determination of the equation of the state of the Universe using 〜 0.1 Hz Gravitational Wave Detectors2005

    • 著者名/発表者名
      R.Takahashi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics 113

      ページ: 63-63

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Ep-Eiso relation in a multiple subjet model of gamma-ray bursts under the universal structured jet model and the Yonetoku relation2005

    • 著者名/発表者名
      K.Toma
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 635

      ページ: 481-481

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A possible observational evidence for $theta^{-2}$ angular distribution of opening half angle of GRB jets2005

    • 著者名/発表者名
      D.Yonetoku
    • 雑誌名

      Monthly Notice of Royal Astronomical Society 362

      ページ: 1114-1114

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Possible Origin of Bimodal Distribution of Gamma-Ray Bursts2005

    • 著者名/発表者名
      K.Toma
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 620

      ページ: 835-835

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Escape of black holes from the brane2005

    • 著者名/発表者名
      A.Flachi
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 95

      ページ: 161302-161302

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Adiabatic radiation reaction to the orbits in Kerr Spacetime2005

    • 著者名/発表者名
      N.Sago
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics 114

      ページ: 509-509

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A new delta N formalism for multi-component inflation2005

    • 著者名/発表者名
      H.C.Lee
    • 雑誌名

      JCAP 0510

      ページ: 4-4

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum-mechanical generation of gravitational waves in braneworld2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kobayashi
    • 雑誌名

      Physical Review D 72

      ページ: 124028-124028

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A new analytical method for self-force regularization. II : Testing the efficiency for circular orbits2005

    • 著者名/発表者名
      W.Hikida
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics 113

      ページ: 283-283

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Five-dimensional black strings in Einstein-Gauss-Bonnet gravity2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kobayashi
    • 雑誌名

      Physical Review D 71

      ページ: 84005-84005

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Are black holes over-produced during preheating?2005

    • 著者名/発表者名
      T.Suyama
    • 雑誌名

      Physical Review D 71

      ページ: 63507-63507

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The close limit analysis for head-on collision of two black holes in higher dimensions : Brill-Lindquist initial data2005

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshino
    • 雑誌名

      Physical Review D 72

      ページ: 84020-84020

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Robustness of a high-resolution central scheme for hydrodynamic simulations in full general relativity2005

    • 著者名/発表者名
      M.Shibata
    • 雑誌名

      Physical Review D 72

      ページ: 47501-47501

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetohydrodynamics in full general relativity : Formulation and tests2005

    • 著者名/発表者名
      M.Shibata
    • 雑誌名

      Physical Review D 72

      ページ: 44014-44014

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Constraining nuclear equations of state using gravitational waves from hypermassive neutron stars2005

    • 著者名/発表者名
      M.Shibata
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 94

      ページ: 201101-201101

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Coherent Radiation in Gamma-Ray Bursts and Relativistic Collisionless Shocks2005

    • 著者名/発表者名
      K.Ioka
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics 114

      ページ: 1317-1317

    • NAID

      110002975388

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Super-horizon primordial black holes2005

    • 著者名/発表者名
      T.Harada
    • 雑誌名

      Physical Review D 72

      ページ: 44021-44021

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Gravitational wave memory of gamma-ray burst jets2004

    • 著者名/発表者名
      N.Sago, K.Ioka, T.Nakamura, R.Yamazaki
    • 雑誌名

      Phys.Rev.D 70

      ページ: 104012-104012

    • NAID

      120000879691

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Unified Model of Short and Long Gamma-Ray Bursts, X-Ray Rich Gamma-Ray Bursts, and X-Ray Flashes2004

    • 著者名/発表者名
      R.Yamazaki, K.Ioka, T.Nakamura
    • 雑誌名

      Astrophys.J. 607

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Peak Energy-Isotropic Energy Relation in the Off-Axis Gamma-Ray Burst Model2004

    • 著者名/発表者名
      R.Yamazaki, K.Ioka, T.Nakamura
    • 雑誌名

      Astrophys.J. 606

    • NAID

      120000880592

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Near-Infrared Colors of Gamma-Ray Burst Afterglows and Cosmic Reionization History2004

    • 著者名/発表者名
      A.K.Inoue, R.Yamazaki, T.Nakamura
    • 雑誌名

      Astrophys.J. 601

      ページ: 644-644

    • NAID

      120000882158

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Leading order corrections to the cosmological evolution of tensor perturbations in braneworld2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kobayashi, T.Tanaka
    • 雑誌名

      JCAP 410

      ページ: 15-15

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A new analytical method for self-force regularization. I : Scalar charged particle in Schwarzschild spacetime2004

    • 著者名/発表者名
      Hikida et al.
    • 雑誌名

      Prog.Theor.Phys. 111

      ページ: 821-821

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kobayashi, H.Kudoh, T.Tanaka: "PRIMORDIAL GRAVITATIONAL WAVES IN INFLATIONARY BRAKE WORLD"Phys.Rev.D. 68. 044025 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kaiki T.Inoue, T.Tanaka: "GRAVITATIONAL WAVES FROM SUBLUNAR MASS PRIMORDIAL BLACK HOLE BINARIES : A NEW PROBE OF EXTRADIMENSIONS"Phys.Rev.Lett.. 91. 021101 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kudoh, T.Tanaka, T.Nakamura: "SMALL LOCALIZED BLACK HOLES IN BRANE WORLD : FORMULATION AND NUMERICAL METHOD"Phys.Rev.D. 68. 024035 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ryuichi Takahashi, Takashi Nakamura: "DECI HERTZ LASER INTERFEROMETER CAN DETERMINE THE POSITION OF THE COALESCING BINARY NEUTRON STARS WITHIN AN ARC MINUTE A WEEK BEFORE THE FINAL MERGING EVENT TO BLACK HOLE"Astrophys.J.Lett.. 596. L231 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ryuichi Takakashi, Takashi Nakamura: "WAVE EFFECTS IN GRAVITATIONAL LENSING OF GRAVITATIONAL WAVES FROM CHIRPING BINARIES."Astrophys.J.. 595. 1039 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sanjay Jhingan, Takahiro Tanaka: "IMPROVEMENT ON THE METRIC RECONSTRUCTION SCHEME IN REGGE-WHEELER-ZERILLI FORMALISM"Phys.Rev.D. 67. 104018 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 中村 卓史 他: "A possible Origin of log normal ・・・"Astrophysical Journal. 570. 21-24 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 中村 卓史 他: "X-ray flashes from off axis GRBS"Astrophysical Journal. 571. 31-35 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 中村 卓史 他: "Is the dark energy the only ・・・"Prog. Theor. Phys.. 108. 809-818 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 中村 卓史 他: "Delayed Flashes from off axis ・・・"Astrophysical Journal. (in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 千葉 剛 他: "Lens Model Degeneracy and ・・・"Prog. Theor. Phys.. 107. 625-630 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 田中 貴浩 他: "Cosmological perturbation ・・・"Phys. Rev, D. D65. 104034 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2018-03-28  

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