Accurate Modelling to Extract the Variety of Information from the Imminent Detection of Gravitational Waves from Binary Neutron Stars

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K14305
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 神戸市立工業高等専門学校
• 研究代表者: 高見 健太郎 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (70758002)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 重力波 / 連星中性子星 / 数値相対論 / 高密度状態方程式 / クォーク物質

研究成果の概要

2015年に連星ブラックホール合体からの重力波が世界で始めて観測され、2017年には連星中性子星合体からの重力波とそれに付随したショートガンマ線バーストの観測にも成功しました。このような状況から、重力波を通して極限的な状況である連星中性子星合体における様々な物理現象の理解が深まると考えられ、その研究の重要性が高まっています。

本研究では、理想流体による熱的寄与を考慮したハイブリッド状態方程式の手法を用いることで、クオーク物質を含む最先端の様々な状態方程式を利用した連星中性子合体のシミュレーションを実行し、状態方程式や質量の重力波への影響などを系統的に調べ、その性質などを明らかにしました。

自由記述の分野

理論宇宙物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

アインシュタインが重力波の存在を理論的に予言してから約100年が経ち、遂に私達は重力波を観測することができるようになりました。これは、既存の電磁波などを用いた観測とは全く異なる新しい「目」を手に入れたことになり、重力波天文学の発展が期待されています。この新しい目は、例えば、極限環境である連星中性子星合体を見ることを可能にします。本研究成果は、この目を使って、地球上では再現することが出来ない核密度を超える高密度状態の性質などを連星中性子星合体を通して調べる方法を提供し、人類の知見を広げるのに役立ちます。