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2014 年度 実施状況報告書

ブラックホールの曲がった時空の効果を直接検出する方法

研究課題

研究課題/領域番号 26610050
研究機関大同大学

研究代表者

斉田 浩見  大同大学, 教養部, 准教授 (80367648)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードブラックホール / 強い重力レンズ / 光の不安定円軌道 / ポリトロープ星 / グラバスター
研究実績の概要

ブラックホール(BH)の直接検出方法の考案が本研究の目的である。H26年度は、(1)BH疑似天体とBHそのものの観測的な性質の違いを理論的に追及、(2)BHの強い重力レンズ効果を利用したBH直接検出方法の理論的検討、の2つを行った。
(1)の研究では、グラバスターと呼ばれるBH疑似天体の観測的性質を理論的に明らかにした。これは論文として発行済みである。また、非常にコンパクトな球対称静的ポリトロープ星がBHと観測的に区別できるかどうかも理論的に検討し、十分精度の高い観測で区別できることを明らかにした。これは現在2編の論文にまとめて投稿中である。
(2)の研究では、回転BH(カーBH)近傍の光源から発せられた光が、遠方の観測者にどのような時系列変化で見えるかを理論的に追及した。そして、その観測量の計算式を導いた。

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

おおむね順調に進展していると考えた理由は、上記の「研究実績の概要」で述べた(2)の研究において、回転BH近傍での発光によって遠方の観測者に届く測定量の理論的な計算式が構成できたからである。なぜなら、当初の研究計画段階では無回転BH(シュバルツシルトBH)の場合を先に考えるつもりであったが、理論的な考察の結果、始めから(H27年度以降に行うつもりだった)回転BHの場合で定式化を行ったからである。なお、この理由だけなら「当初の計画以上の進展」と言えるかもしれないが、一方で数値計算のプログラミングで解決すべき問題が発生しているので、「おおむね順調」と考えた。

今後の研究の推進方策

回転BH近傍の発光によって遠方の観測者に届く測定量の理論的な計算式は導いたので、今後は、パソコンを使った数値計算で測定値を具体的に計算していく。特に、現実的と思われる回転BHと発光源の配置を想定して数値計算を行い、現在(あるいは近い将来)の天文観測技術で取得可能な測定値が予言できるかどうかを検討する。
H27年度には、BH周辺の環境は発光源以外はクリアであるという(ある種の理想的な場合)を想定し、H28年度には周辺環境をもっと現実的にプラズマガスが取り巻く場合などを想定したい。
なお、この研究を進めるにあたって、天文観測の専門家(研究協力者)とも議論を重ねていく。

次年度使用額が生じた理由

理由は二つある。一つ目は、外国で開催される研究会に参加する予定だったが、本務の都合で参加できなくなったため未使用の旅費が発生したこと。二つ目は、斉田も世話人に加わっている研究会において本研究計画の参考になる研究者を招待したのだが(専門知識の提供のため招聘)、その旅費等の多くを先方の自己資金で賄いたいと申し出を頂いたため、謝金の支出が抑えられたこと。

次年度使用額の使用計画

研究計画はおおむね予定通り進んでいるので、本務都合をつけて、外国の研究会でも研究成果発表を行っていきたい。また、謝金等の支出が抑えられた分は、数値計算用のパソコン環境の充実に充てて、より効率的にBH直接検出の観測量の理論計算を進めていきたい。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Gravastar Shadows2014

    • 著者名/発表者名
      坂井伸之、斉田浩見、玉置孝至
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: D90 ページ: no.104013

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.90.104013

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 流体球が持ち得る最大質量 --ブハダールの制限より厳しい制限--2015

    • 著者名/発表者名
      斉田浩見、藤澤篤仁、柳哲文、南部安貞
    • 学会等名
      第16回特異点研究会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-01-10 – 2015-01-12
  • [学会発表] SgrA*を巡る恒星S2観測を通した重力理論の制限への期待2014

    • 著者名/発表者名
      斉田浩見
    • 学会等名
      長野ブラックホール天文教育研究会
    • 発表場所
      長野市
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-16
  • [学会発表] BHシャドウはBH存在の直接証拠になるか?2014

    • 著者名/発表者名
      斉田浩見、藤澤篤仁、柳哲文、南部安貞
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-21
  • [学会発表] 一人時間差相関 --BHの直接検出を目指して--2014

    • 著者名/発表者名
      斉田浩見
    • 学会等名
      第24回「ブラックホール地平面勉強会」研究会
    • 発表場所
      山口大学
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-05

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公開日: 2016-05-27  

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