2018 年度研究成果報告書

階層的三体系からの重力波

研究課題

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研究課題/領域番号	15K05075
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
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 – 2019-03-31
キーワード	重力波
研究成果の概要	階層的三体系に対する永年摂動論の効果を研究の柱に据えて、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。系の物理効果を反映した競合する三項からなるハミルトニアンを用いて解析的にも研究を進めた。計画の初期段階で数値的に発見した星の離心率等の特異な遷移、および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に対して説明を与えた。具体的には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。
自由記述の分野	重力波
研究成果の学術的意義や社会的意義	歴史的な重力波直接観測が成功して今後は SN 比の高いデータも取得され、重力波天文学が急速に進展していくことが期待される。コンパクト連星は引き続いて重要な重力波源であると考えられるが、3体目が付随していた場合、系の進化は複雑かつ豊かなものになる。本研究計画はこのような3体系を扱うための基礎となる研究成果を生み出しており、高い学術的価値を持っている。またSchelling ポイントの議論をはじめ境界領域への波及効果も期待することができる。