研究課題/領域番号 |
22KF0175
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補助金の研究課題番号 |
21F21017 (2021-2022)
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研究種目 |
特別研究員奨励費
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配分区分 | 基金 (2023) 補助金 (2021-2022) |
応募区分 | 外国 |
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
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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)
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研究分担者 |
MCNEILL LUCY 京都大学, 理学研究科, 外国人特別研究員
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研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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配分額 *注記 |
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2023年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
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キーワード | 重力波 |
研究開始時の研究の概要 |
白色矮星連星は重力波及び電磁波両方で観測可能な天体であり、長期的に天文学の革新的な道具になる可能性を秘めている。このためには、質量輸送、潮汐効果、散逸過程をはじめとする多様な天体物理効果の影響を精査することが重要になる。本計画では光赤外やX線など観測計画の進展も視野に入れて、LISA時代の白色矮星連星研究の可能性を追究する。また、白色矮星連星と関連する中性子連星を並列的に研究し、広い視点で銀河内短周期連星の研究を進めていく。
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研究実績の概要 |
LISAバンドにおいては、検出された連星全体の周波数分布に、連星の生成・進化過程の情報が含まれていると期待されます。私たちは、観測データからこれらの情報をどのように引き出すかを検討しました。連星中性子星の周波数・離心率進化は、重力波放出のみによって理論的に高精度で予言できるため、生成過程の情報のみを効率的に取り出すことが可能だと考えられます。この点を考慮して、今年度は予備的な研究を含め、連星中性子星に的を絞って情報抽出の問題を検討しました。私たちは、この問題を解析するためにコルモゴロフ・スミルノフ検定が有効であることを示しました。また、LISAバンド内で連星中性子星形成を有意に確認するためには、どの程度の検出数が必要になるかを見積もりました。今回提案した方法は、粗く言うと周波数方向への射影ですが、離心率方向にも同様な射影を行うことが可能で、相補的な解析手法になることも指摘しました。 白色矮星連星に関しては、重力波の観測データから連星合体の情報がどのように特定できるかを検討しました。特に、合体前の強い潮汐相互作用により、波形が複雑になる可能性があります。単純な規則的なテンプレートは、マッチドフィルタリング解析では不十分になる可能性があるため、現象論的な拡張をどの程度広げる必要があるかを慎重に検討しました。また、LISA、Taiji、TianQinなどの宇宙干渉計の重力波データから合体時刻等が、どのような精度、タイミングで推定することができるかも評価しました。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
個々の連星ではなく、多数の連星の集団を効率的に解析する枠組みを提案できたことは大きな成果です。この新しい枠組みは汎用性も高く、連星中性子星だけでなく、連星白色矮星に対しても適用可能です。
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今後の研究の推進方策 |
連星白色矮星の集団に対しても新しい解析方法を適用します。特に、連星白色矮星の生成過程と潮汐相互作用による周波数進化の情報がどの程度効率的に分離できるかを明らかにする方針です。
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