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重力理論検証のための大質量比連星インスパイラルのモデル化

研究課題

研究課題/領域番号 21J15826
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
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
研究機関京都大学

研究代表者

Gupta Priti  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードEMRIS / Gravitational waves / Resonances / Tidal force / EMRIs
研究開始時の研究の概要

The first step is to incorporate the influence of the third object, the tidal perturber, on the EMRI system. The induced deformation causes the small object of the EMRI to accelerate when resonance occurs, that is, when the orbital frequencies of the small object are commensurate.
While resonances are interesting theoretically, we would also like to show their observational importance. By exploring a large orbital space of EMRIs under influence of a tidal field, we would estimate the event rate of such resonances during the inspiral phase of an EMRI.

研究実績の概要

The research project was focused on tidal resonances encountered by extreme-mass-ratio inspirals. Extreme mass ratio inspirals are one of the most exciting and promising target sources for space-based interferometers (such as LISA) that will offer stringent tests on the general theory of relativity. They might also provide a wealth of information about the dense environment in galactic centers via the emission of gravitational waves. Our work (already published) in the fiscal year 2022 is an extension of the work published in 2021. Now, we have relaxed previous assumptions and prepared a realistic model. We extensively explore a more generic model for the tidal perturber with additional resonance combinations, to study the dependence of resonance strength on the intrinsic orbital and tidal parameters. To analyze the resonant signals, accurate templates that correctly incorporate the effects of the tidal field are required. The evolution through resonances is obtained using a step function, whose amplitude is calculated using an analytic interpolation of the resonance jumps. We benchmark this procedure by comparing our approximate method to a numerical evolution. Further, we use Fisher matrices to study both the measurement precision of parameters and the systematic bias due to inaccurate modeling. Modeling of self-force resonances can also be carried out using the implementation presented in this study, which will be crucial for EMRI waveform modeling.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Modeling transient resonances in extreme-mass-ratio inspirals2022

    • 著者名/発表者名
      Gupta Priti、Speri Lorenzo、Bonga Be?trice、Chua Alvin J.?K.、Tanaka Takahiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 106 号: 10 ページ: 104001-104001

    • DOI

      10.1103/physrevd.106.104001

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Resonant jumps induced by stationary tidal perturbation: a two-for-one deal2022

    • 著者名/発表者名
      Gupta Priti、Kakehi Takafumi、Tanaka Takahiro
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 39 号: 24 ページ: 245005-245005

    • DOI

      10.1088/1361-6382/aca1a3

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Importance of tidal resonances in extreme-mass-ratio inspirals2021

    • 著者名/発表者名
      Gupta Priti、Bonga Beatrice、Chua Alvin J.K, Tanaka Takahiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 104 号: 4 ページ: 19-19

    • DOI

      10.1103/physrevd.104.044056

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Tidal resonances in extreme-mass ratio inspires2022

    • 著者名/発表者名
      PRITI GUPTA
    • 学会等名
      EuCAPT Workshop: Gravitational wave probes of black hole environments
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Impact of tidal resonances on EMRIs2021

    • 著者名/発表者名
      Priti Gupta
    • 学会等名
      LISA group telecon, 05/2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Impact of tidal resonances on EMRIs2021

    • 著者名/発表者名
      Priti Gupta
    • 学会等名
      The 24th CAPRA meeting, Perimeter Institute 06/2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Impact of tidal resonances on EMRIs2021

    • 著者名/発表者名
      Priti Gupta
    • 学会等名
      Seminar at University of Southampton 05/2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Impact of tidal resonances on EMRIs2021

    • 著者名/発表者名
      Priti Gupta
    • 学会等名
      JGRG online webinar series 09/2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Modeling and impact of tidal resonances2021

    • 著者名/発表者名
      Priti Gupta
    • 学会等名
      GW-genesis Area Workshop, Kyoto University 02 /2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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