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階層的三体系からの重力波

研究課題

研究課題/領域番号 15K05075
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
研究機関京都大学

研究代表者

瀬戸 直樹  京都大学, 理学研究科, 助教 (80462191)

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
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード重力波 / 古在機構 / 階層的三体系
研究成果の概要

階層的三体系に対する永年摂動論の効果を研究の柱に据えて、銀河中心ブラックホール周りの星団を想定し、第2の巨大ブラックホールが断熱的に落下してくる状況を考えた。系の物理効果を反映した競合する三項からなるハミルトニアンを用いて解析的にも研究を進めた。計画の初期段階で数値的に発見した星の離心率等の特異な遷移、およびこの遷移が軌道要素の初期条件にきわめて敏感であることに対して説明を与えた。具体的には断熱不変量を援用して、位相空間および個々の軌道要素の時間発展を追い、発見した特異な現象がseparatrix通過時の確率分岐によるものであることを突き止めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

歴史的な重力波直接観測が成功して今後は SN 比の高いデータも取得され、重力波天文学が急速に進展していくことが期待される。コンパクト連星は引き続いて重要な重力波源であると考えられるが、3体目が付随していた場合、系の進化は複雑かつ豊かなものになる。 本研究計画はこのような3体系を扱うための基礎となる研究成果を生み出しており、高い学術的価値を持っている。またSchelling ポイントの議論をはじめ境界領域への波及効果も期待することができる。

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

    (20件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] KAGRA: 2.5 generation interferometric gravitational wave detector2019

    • 著者名/発表者名
      KAGRA collaboration
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 3 号: 1 ページ: 35-40

    • DOI

      10.1038/s41550-018-0658-y

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Possibility of a Coordinated Signaling Scheme in the Galaxy and SETI Experiments2019

    • 著者名/発表者名
      Seto Naoki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 875 号: 2 ページ: L10-L10

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab133a

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prospects of the local Hubble parameter measurement using gravitational waves from double neutron stars2018

    • 著者名/発表者名
      Seto Naoki , Kyutoku Koutarou
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 475 号: 3 ページ: 41334139-41334139

    • DOI

      10.1093/mnras/sty090

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Search for Extra-Galactic Intelligence Signals Synchronized with Binary Neutron Star Mergers2018

    • 著者名/発表者名
      Nishino Yuki , Seto Naoki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 862 号: 2 ページ: L21-L21

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aad33d

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How to detect the shortest period binary pulsars in the era of LISA2018

    • 著者名/発表者名
      Kyutoku Koutarou , Nishino Yuki , Seto Naoki
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 483 号: 2 ページ: 26152620-26152620

    • DOI

      10.1093/mnras/sty3322

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gravitational-wave cosmography with LISA and the Hubble tension2017

    • 著者名/発表者名
      Kyutoku Koutarou、Seto Naoki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 95 号: 8 ページ: 3525-3525

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.083525

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Forecasting Tidal Disruption Events for Binary Black Holes with an Outer Tertiary2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Seto and Koutarou Kyutoku
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 118 号: 15 ページ: 1101-1101

    • DOI

      10.1103/physrevlett.118.151101

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Probabilistic eccentricity bifurcation for stars around shrinking massive black hole binaries2017

    • 著者名/発表者名
      Iwasa Mao、Seto Naoki
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 472 号: 2 ページ: 1600-1617

    • DOI

      10.1093/mnras/stx1926

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orbital synchronization capture of two binaries emitting gravitational waves2017

    • 著者名/発表者名
      Seto Naoki
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 475 号: 1 ページ: 1392-1398

    • DOI

      10.1093/mnras/stx3301

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Eccentricity boost of stars around shrinking massive black hole binaries2016

    • 著者名/発表者名
      Mao Iwasa, Naoki Seto
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 93 号: 12 ページ: 124024-124024

    • DOI

      10.1103/physrevd.93.124024

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] P re-DECIGO can get the smoking gun to decide the astrophysical or cosmological origin of GW150914-like binary black holes2016

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, Takashi; Ando, Masaki; Kinugawa, Tomoya; et al.
    • 雑誌名

      PROGRESS OF THEORETICAL AND EXPERIMENTAL PHYSICS

      巻: 9 号: 9 ページ: 930-930

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw127

    • NAID

      120005973373

    • 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
  • [雑誌論文] Concise estimate of the expected number of detections for stellar-mass binary black holes by eLISA2016

    • 著者名/発表者名
      Koutarou Kyutoku, Naoki Seto
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 462 号: 2 ページ: 2177-2183

    • DOI

      10.1093/mnras/stw1767

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] スペース重力波アンテナDECIGO計画(101) :DECIGOのサイエンス2019

    • 著者名/発表者名
      瀬戸直樹
    • 学会等名
      日本物理学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Forecasting Tidal Disruption Events by Binary Black Hole Roulettes2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Seto
    • 学会等名
      MG15
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Eccentricity evolution of stars around shrinking massive black hole binaries2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Seto
    • 学会等名
      JGRG28
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for Extra-Galactic Intelligence Signal Synchronized with a Binary Neutron Star Merger2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Seto
    • 学会等名
      GWPAW 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Probabilistic eccentricity bifurcation for stars around shrinking massive black hole binaries2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Seto, Mao Iwasa
    • 学会等名
      Amaldi meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DECIGOのサイエンス2016

    • 著者名/発表者名
      瀬戸直樹 DECIGOワーキンググループ
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学 宮崎市
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] prospects of lisa for detecting galactic and extragalactic binaries2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Seto, Koutarou Kyutoku
    • 学会等名
      GR21
    • 発表場所
      コロンビア大学、ニューヨーク市、アメリカ合衆国
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 古在機構に対する幾何学的な解析手法

    • URL

      http://arxiv.org/abs/1508.05762

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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