| 研究領域 | 重力波物理学・天文学：創世記 |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
18H04596
|
|---|
| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 研究機関 | 神戸大学 (2019)
国立研究開発法人理化学研究所 (2018) |
|---|
研究代表者 |
岩澤 全規 神戸大学, 理学研究科, 特命准教授 (10650038)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2020-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
|
| 配分額 *注記 |
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
|
|---|
| キーワード | 重力波 / N体シミュレーション / 球状星団 / 星団 / 連ブラックホール / 高密度星団 |
|---|
| 研究実績の概要 |
近年、ブラックホール連星(BBH)からの重力波の直接検出が相次いでいる。BBHからの重力波の観測により、そのBHの質量が分かるため星の初期質量関数や恒星の進化モデル等に制限が与えられると考えられる。そのため、多くの研究者によってBBHの形成過程の研究がなされている。現在、BBH形成の有力なシナリオとして、100万個程度の星からなる球状星団の中で形成されたBHが力学的摩擦により中心に沈み込み他のBHとの近接遭遇によりBBHを形成するというシナリオが提案されている。このシナリオを検証するため、様々な研究者によって星団のN体シミュレーションが行われている。しかし、それらのシミュレーションのほとんどは計算時間の問題から、典型的な球状星団よりも星の数が少ない数万体でのシミュレーションであり、その結果から100万個程度の星からなる典型的な球状星団でのBBHの形成過程を議論することは難しい。また、それらの研究の多くで使われているシミュレーション手法では遠くの星からBBHへの潮汐力を考慮していないため、連星の角運動量進化が正しくないと考えられる。
本研究課題ではハミルトニアン分割を用いることで相互作用を遠距離成分と近距離成分に分割し、遠距離成分はtree法で計算する手法(P3T法)を用いることでシミュレーションを高速化するコードの開発を行った。このコードは粒子法用フレームーワーク(FDPS)を用いて並列化を行っているため、合わせてFDPSのP3T法用の最適化も行った。また、遠くの星から連星への潮汐力については遠くの星の作る重力場の局所展開を用いることで計算を行う方法を開発し実装した。このコードにより100万個程度の星からなる典型的な球状星団中でのBBHの形成過程を正確にシミュレーションできると考えられ、球状星団由来のBBHからの重力波のイベントレート等をより正確に計算できると考えられる。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
