| 研究領域 | 重力波物理学・天文学：創世記 |
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| 研究課題/領域番号 |
17H06361
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
田越 秀行 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (30311765)
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| 研究分担者 |
カンノン キップ 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (50777886)
伊藤 洋介 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (60443983)
川口 恭平 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (60822210)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| キーワード | 重力波 / 中性子星 / ブラックホール / パルサー / マグネター / キロノバ / レーザー干渉計型重力波検出器 |
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| 研究実績の概要 |
LIGO/Virgoの第3回観測運転期間中の2019年度中に行われる予定であった，KAGRAの最初の観測運転データの解析の準備を行った．実際のKAGRAの観測は，ドイツのGEO600との国際共同観測として，2020年4月に行われた．そのデータを用いた連星合体探索データ解析を行った．
NHAと呼ばれる時系列データの時間周波数解析方法を，連星合体重力波解析に適用する研究を行った．この手法は，離散フーリエ変換を行わずに，直接的に時系列データに含まれる信号の振幅，周波数，位相を求める手法であり，離散フーリエ変換の周波数分解能には制限されず周波数を評価することが可能な方法である．連星合体のインスパイラル信号の解析にNHAを適用した結果、信号のMatched filter SNRが10以上であれば，精度良く信号の周波数や振幅を評価できることがわかった．また実際のLIGO-Virgoのブラックホール合体重力波信号GW150914や，中性子星合体重力波信号GW170817のデータに適用した結果、周波数帯に依存した適切な窓幅を与えることで，時間周波数面上に明らかに信号を表示できることがわかった．
様々な状況におけるキロノバの高度曲線を，輻射輸送シミュレーションによって調べた．その結果、連星がブラックホールへすぐに潰れる場合の光学的放射は，GW170817より1-2等級暗くなるが，もし放出物質が0.01太陽質量くらいあれば赤外放射はGW170817と同等になること，また，放出物質がエネルギー注入されよく加速される場合にはキロノバはGW170817より明るくなるが，数日以内に急激に暗くなることなどがわかった．更に，放出物質の性質の違いは，キロノバの最大の明るさと，最大となる時刻に反映されることがわかり，これは，キロノバの観測により中心エンジンの違いを知ることができる可能性を示している．
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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
2020年4月のKAGRAの観測はGEO600との共同観測として行われた．そのデータ解析も行っている．また，NHAのような新しい重力波信号解析方法も導入している．数値相対論波形生成も新たに行われている．また数値相対論の知見に基づいたキロノバの輻射輸送シミュレーションも行われている．その結果を用いて，実際のLIGO-Virgoの観測で速報された重力波イベント候補の性質についての制限を得ている．更に本グループが導出した波形モデルを用いて，既に見つかっている２つの連星中性子星合体イベントデータの独自の再解析も行っている．
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| 今後の研究の推進方策 |
2022年中に開始される見込みである，LIGO-Virgo-KAGRAの第４回観測運転(04)の準備を行う．連星合体重力波解析の様々なツールを用いた解析を行う準備を行う．また，重力波信号候補が見つかった場合には，それが雑音ではないという確証を得るため，検出器雑音の性質についても予め知っておく必要があり，そのような研究も行う．その他の研究については，これまでどおり，連星合体重力波の解析方法，連星中性子星合体の数値相対論とキロノバの研究，パルサーマグネターからの重力波の研究などを広く推し進めていく．
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