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2016 年度 実施状況報告書

階層的三体系からの重力波

研究課題

研究課題/領域番号 15K05075
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)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード重力波 / 古在機構
研究実績の概要

今年度も前年に引き続いて階層的三体系に対する古在効果の進化を調べた。現実的な対象としては銀河中心ブラックホール周りの星団を想定し、第2の巨大ブラックホールが断熱的に落下してくる状況を考えた。対応するハミルトニアンは、(1)第2ブラックホールの潮汐ポテンシャル、(2)中心ブラックホールよる相対論的補正、(3)星団のポテンシャルの三項から構成されている。まず初めに第2ブラックホールの落下に伴い、星団の個々の星の軌道要素がどのように進化するか数値的に調べた。そして、星の離心率等の進化が特異な遷移を起こすこと、この遷移が軌道要素の初期条件にきわめて敏感であることを発見した。次に断熱不変量を援用して、位相空間および個々の軌道要素の時間発展を追い、発見した特異な現象がseparatrix通過時の確率分岐によるものであることを突き止めた。

また、重力波初検出イベントGW150914の報告を受けて、存在が確定した連星ブラックホールがスペース重力波観測計画に及ぼす影響を検討した。まず、LISAは低周波で重力波観測を行うので、残留離心率測定によりブラックホール連星の起源に迫れるかもしれない点を指摘した。さらに、LISA方式は地上干渉計とデザインが異なっており、重力波振幅の較正誤差が小さい点に注目した。そしてGW150914のようなブラックホール連星を使って、近傍のハッブルパラメータを宇宙論的に意義のある精度で計測できる見通しであることを指摘した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

GW150914は予想されていたよりも大きな質量のブラックホールであった。そのために従来の天文モデルを見直す必要が生じた。この結果として本研究計画にも若干の遅れが生じた。

今後の研究の推進方策

GW150914, GW151226の観測によって新たにもたらされた天文学的知見を積極的に活用して研究計画を進めていく。

次年度使用額が生じた理由

重力波初検出によってもたらされた天文学的情報を研究に取り込んだため、計画の進行が遅れた。これに伴い、成果発表を当初の予定よりも遅らせたため。

次年度使用額の使用計画

今年度開かれる国際会議で成果を積極的に報告していく。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Eccentricity boost of stars around shrinking massive black hole binaries2016

    • 著者名/発表者名
      Mao Iwasa, Naoki Seto
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 93 ページ: 124024

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.93.124024

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pre-DECIGO can get the smoking gun to decide the astrophysical or cosmological origin of GW150914-like binary black holes2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nakamura, Masaki Ando, Tomoya Kinugawa, Hiroyuki Nakano, Kazunari Eda, Shuichi Sato, Mitsuru Musha, Tomotada Akutsu, Takahiro Tanaka, Naoki Seto, Nobuyuki Kanda, Yousuke Itoh
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 9 ページ: 093E01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw127

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Concise estimate of the expected number of detections for stellar-mass binary black holes by eLISA2016

    • 著者名/発表者名
      Koutarou Kyutoku, Naoki Seto
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 462 ページ: 2177-2183

    • DOI

      10.1093/mnras/stw1767

    • 査読あり
  • [学会発表] DECIGOのサイエンス2016

    • 著者名/発表者名
      瀬戸直樹 DECIGOワーキンググループ
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学 宮崎市
    • 年月日
      2016-09-21 – 2016-09-24
  • [学会発表] prospects of lisa for detecting galactic and extragalactic binaries2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Seto, Koutarou Kyutoku
    • 学会等名
      GR21
    • 発表場所
      コロンビア大学、ニューヨーク市、アメリカ合衆国
    • 年月日
      2016-07-10 – 2016-07-15

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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