2016 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical study toward multi-messenger observations of gravitational wave sources
| Project Area | New development in astrophysics through multimessenger observations of gravitational wave sources |
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| Project/Area Number |
24103006
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田中 貴浩 京都大学, 理学研究科, 教授 (40281117)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 卓史 京都大学, 理学研究科, 名誉教授 (80155837)
山田 章一 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (80251403)
井岡 邦仁 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (80402759)
瀬戸 直樹 京都大学, 理学研究科, 助教 (80462191)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 宇宙物理学 / 重力波 / 超新星 / ガンマ線バースト / 重力理論 / 天体力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１)様々な重力波源の探査と重力波波形の解明(中村)２)超新星を中心とした物理(山田)３)新しい重力波観測・データ解析法の提案(瀬戸)４)その他の観測手段との同時観測から得られる物理(井岡)５)相対論の検証、及び、宇宙論的観点からの重力波研究(田中)について()内の代表者・分担者を中心にポスドクを雇用しプロジェクト的に取り組んだ。
１）GW150914のようなブラックホール連星の合体後の準固有振動がブラックホール解の唯一性定理の予想する通りであるかを確かめるには準固有振動だけで35以上のSNRが必要であり、ETやCEのような第３世代の地上重力波干渉計が必要であることが判った。
２）より現実的な超新星爆発計算のための状態方程式を独自に構築した。核密度以下で統計平衡状態にある多数の原子核が扱えるようになり、電子捕獲率のより正確な推定が可能となった。また、親星における乱流が衝撃波復活に与える影響や磁気回転不安定性がr過程に与える影響を明らかにした。
３）GW150914、GW151226の報告を受けて、このようなブラックホール連星に対しLISAをはじめとするスペース干渉計計画でどのような知見が得られるかを検討した。
４）重力波天体の一つである中性子星連星は、r過程元素の有力な起源の候補である。しかし、そうであれば、中性子星連星合体の飛散物質の残骸において r過程元素がほとんど粒子加速されず、宇宙線が異常に弱くなければいけないことを初めて指摘した。GW151226 において CALET がＸ・ガンマ線に制限を加えたがその理論的意味を考察した。
５）MACHOブラックホールシナリオを援用し、GW150914が原始ブラックホールである可能性がこれまでの観測からは否定されないことを示した。重力子振動を起こすbigravityのモデルについて重力子チェレンコフ放射によるモデルの制限を始めて導いた。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Pre-DECIGO can get the smoking gun to decide the astrophysical or cosmological origin of GW150914-like binary black holes2016
Author(s)
Takashi Nakamura, Masaki Ando, Tomoya Kinugawa, Hiroyuki Nakano, Kazunari Eda, Shuichi Sato, Mitsuru Musha, Tomotada Akutsu, Takahiro Tanaka, Naoki Seto, Nobuyuki Kanda and Yousuke Itoh
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Journal Title
Progress of Theoretical and Experimental Physics
Volume: 2016
Pages: 093E01 (16pp)
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] X-Ray-powered Macronovae2016
Author(s)
Kisaka, Shota; Ioka, Kunihito; Nakar, Ehud
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 818
Pages: 104 (8pp)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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