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連星白色矮星合体レムナントは宇宙重力波望遠鏡で見えるか?

研究課題

研究課題/領域番号 18K03641
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
研究機関東京大学

研究代表者

吉田 慎一郎  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (40568284)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード白色矮星 / 連星 / 重力波 / 恒星振動 / Ia型超新星 / 連星合体 / 高速自転 / 有限温度 / 平衡モデル / 宇宙物理(理論) / 連星白色矮星 / 高速回転星
研究成果の概要

2つの白色矮星からなる近接連星は,重力波を放出しながら近づいていき,最終的に合体する.本研究では,合体で生まれた天体が高速自転することにより起きる特徴的な振動を調べた.このような振動は0.1Hz程度の振動数をもち,DECIGO(DECI-Hertz Gravitational Observatory), BBO(Big Bang Observer)など中間周波数での宇宙重力波望遠鏡計画のターゲットとなりうる.本研究では,合体で誕生した天体の数値モデルを作り,その固有振動を解析して不安定な振動を探した.また,固有振動からの重力波振幅を計算し,それらが実際に観測可能であることを示すことができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

近接する白色矮星連星の合体は,熱核融合型(Ia型)超新星爆発の前駆天体として,また質量の大きな,あるいは磁場の強い白色矮星を作る過程として興味深い現象である.今回の研究では,これまで議論されていなかった,合体直後に残された残存天体からの重力波放射について,全く新たな可能性を提案できた.周波数0.1Hz帯での重力波観測において,これは新たなターゲット天体となるだろう.また,Ia型超新星爆発が合体に引き続き起きるならば,一連の過程において重力波と電磁波によるマルチメッセンジャー観測も期待できることを示唆できた.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Decihertz Gravitational Waves from Double White Dwarf Merger Remnants2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Shin’ichirou
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 906 号: 1 ページ: 29-29

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abc7bd

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On the Central Engine of the Fastest-declining Type I Supernova SN2019bkc2019

    • 著者名/発表者名
      Shin'ichirou Yoshida
    • 雑誌名

      Research Notes of the American Astronomical Society

      巻: 3 号: 7 ページ: 112-112

    • DOI

      10.3847/2515-5172/ab35de

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Near-Chandrasekhar Mass Type Ia Supernovae from the Double-Degenerate Channel2021

    • 著者名/発表者名
      S. Neopane, R. Fisher, K. Bhargava, N. Roy, S. Yoshida, S. Toonen
    • 学会等名
      237th American Astronomical Society Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 連星白色矮星合体レムナントからの deciHz 帯重力波放射2020

    • 著者名/発表者名
      吉田慎一郎
    • 学会等名
      日本物理学会秋季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Double white dwarf merger remnants as low frequency gravitational wave sources2019

    • 著者名/発表者名
      Shin;ichirou Yoshida
    • 学会等名
      The Beginning and Ends of Double White Dwarfs
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 自転する星の超大質量ブラックホールによる潮汐破壊2018

    • 著者名/発表者名
      吉田慎一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Rotating merger remnant models of white dwarf binaries2018

    • 著者名/発表者名
      吉田慎一郎
    • 学会等名
      The 28th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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