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ブラックホール時空における波動光学効果とその観測的検証

研究課題

研究課題/領域番号 15K05073
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関名古屋大学

研究代表者

南部 保貞  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (40212112)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードブラックホール / 光の不安定軌道 / 波動光学 / 干渉と回折 / wave optics / black hole / photon sphere / ブラックホール時空での波動光学 / 重力レンズ / Regge pole
研究成果の概要

光の不安定軌道より半径が小さい天体(black hole mimicker)は,天体自身が光を放出しない完全吸収表面を持つ場合には,外部から照らす光を用いては black holeと区別することはできない.波動光学に基づいてこの問題を検討した.その結果,星の表面が光の不安定軌道より小さい場合でも,星の表面の存在は,回析効果によりパワースペクトルに周期に長い振動を出現させることを見出した. 不安定軌道の存在自身はパワースペクトルに周期の短い振動として現れる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

光の不安定軌道より半径が小さい天体(black hole mimicker)は,天体自身が光を放出しない完全吸収表面を持つ場合には,外部から照らす光を用いては black holeと区別することはできない.しかしながら波動を用いたそのような天体からの散乱波の観測が可能であれば,表面の存在は散乱波のパワースペクトルに周期の長い振動を生じさせる.これは遠方を通る波と星の表面の存在による回析効果の結果である.不安定軌道の存在そのものは,パワスペクトルに対して短い周期の振動を生じさせるので,これらの2種類の振動パターンを解析することで,光では見えない不安定軌道内部の情報を引き出すことが可能となる.

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Analog rotating black hole in a magnetohydrodynamic inflow2017

    • 著者名/発表者名
      S. Noda, Y. Nambu and M. Takahashi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 95 ページ: 104055-104055

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analogu Kerr-like geometries in a MHD flow2017

    • 著者名/発表者名
      S. Noda, Y. Nambu, M. Takahashi
    • 雑誌名

      Proceedings of JGRG26

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Spherical polytropic balls cannot mimic black holes2016

    • 著者名/発表者名
      H. Saida, A. Fujiwara, C. Yoo and Y. Nambu
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2016

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Wave optics in black hole spacetimes: the Schwarzschild case2016

    • 著者名/発表者名
      Yasusada Nambu and Sosuke Noda
    • 雑誌名

      Class. Quantum Grav.

      巻: 33 ページ: 075011-075011

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spherical polytropic balls cannot minic black hole2016

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Saida, Atuhito Fujisama, Chul-moon Yoo, Yasusada Nambu
    • 雑誌名

      Prog. Theor. and Exper. Phys,

      巻: ?

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Maximu mass of a barotropic sphericall star2015

    • 著者名/発表者名
      Atuhito Fujisama,, Hiromi Saida, Chul-moon Yoo, Yasusada Nambu
    • 雑誌名

      Class. Quantum Grav.

      巻: 32 ページ: 215028-215028

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Wave optics in spacetimes with compact gravitating object2019

    • 著者名/発表者名
      南部保貞
    • 学会等名
      磁気圏研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] BZ processとsuperradiance2018

    • 著者名/発表者名
      南部保貞
    • 学会等名
      BZ研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 波動光学を用いたブラックホールの撮像2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Nambu
    • 学会等名
      ブラックホール磁気圏研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ブラックホール擬似天体による波の散乱問題とシャドー2017

    • 著者名/発表者名
      S. Noda, Y. Nambu
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] カー時空での波動光学の数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Nambu
    • 学会等名
      ブラックホール磁気圏研究会
    • 発表場所
      南紀白浜ホテル三楽荘
    • 年月日
      2017-03-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] BZ process と sueprradiance2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Nambu
    • 学会等名
      BZ研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analogu Kerr-like geometries in a MHD flow2016

    • 著者名/発表者名
      S. Noda, Y. Nambu, M. Takahashi
    • 学会等名
      JGRG26
    • 発表場所
      大阪市立大
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Particle limit and superradiance2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Nambu
    • 学会等名
      M87 Workshop
    • 発表場所
      台湾大学 ASIAA
    • 年月日
      2016-05-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kerr時空上の波動光学とパワースペクトルにおけるうなり2016

    • 著者名/発表者名
      Sousuke Noda and Yasusada Nambu
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Wave optics in the Kerr spacetime and black hole shadows2015

    • 著者名/発表者名
      Sousuke Noda and Yasusada Nambu
    • 学会等名
      JGRG25
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kerr時空上の波動光学とブラックホールシャドー2015

    • 著者名/発表者名
      Sousuke Noda and Yasusada Nambu
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Wave optics in the Kerr spacetime and black hole shadows2015

    • 著者名/発表者名
      Sousuke Noda and Yasusada Nambu
    • 学会等名
      Hot topics in general relativity and gravitation
    • 発表場所
      Quy Nhon, Vietnam
    • 年月日
      2015-08-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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