【研究分野】素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理

【研究領域課題番号】16H06714 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

gravitational wave / black hole / neutron star / LIGO / Virgo / KAGRA / signal processing / gravitational waves / astrophysics / 宇宙物理 / black holes / neutron stars / experimental gravity

【研究成果の概要】

本研究の目的は２つある。(i) 重力波信号を検出するためのパイプライン (GstLAL: https://wiki.ligo.org/Computing/DASWG/GstLAL) を拡張し、日本の検出器 KAGRA からのデータも処理できるようにすること、(ii) 海外の重力波検出器 LIGO と VIRGO の第２回観測期間中にブラックホールと中性子星の合体による重力波信号の探索を行うこと、である。我々はこれらの目標を達成し、更に大きな成果として中性子星連星合体からの重力波信号を GstLAL によって発見した。

【研究の社会的意義】

The discovery of GW170817 altered our understanding of the origin of heavy elements, and showed us that gravity moves at the speed of light, which had a significant impact on our understanding of the nature of gravity.

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2016-08-26 - 2018-03-31

【配分額】2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)

【研究分野】素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理

【研究領域課題番号】14204027 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

電波天文学 / X線γ線天文学 / 宇宙線 / 宇宙物理 / 相対論・重力波 / アンテナ / 信号処理 / クェーサー / Bl Lac型天体 / パルサー / ガンマ線天体 / トランジェント電波源 / 球面鏡 / 空間時間FFT / 電波干渉計

【研究成果の概要】

那須に建設した球面鏡により、観測周波数1.4GHzで電波観測を行い、世界ではじめて高銀緯にトランジェント電波源を発見した。観測結果の発表などは雑誌論文の項目に記載してある。光やX線、ガンマ線などの領域では空の広い範囲を常時モニターする観測が行われ、トランジェントな天体が数多く発見されてきた。ガンマ線バーストはその典型であり、1960年代に発見されながらその正体が宇宙理論的な距離にある高エネルギー天体現象であることが判明するのに30年以上かかった。電波領域では、CygX-3のように銀河面にあって数年に1度電波バーストを起こすトランジェントな天体が1970年代からすでに知られていたにもかかわらず、それらを捜す観測装置はこれまで存在しなかった。その理由は、視野が広くかっ多方向を同時に観測できる装置がつくりにくかったからである。我々はディジタル信号処理のアルゴリズムを工夫し、またそこへ入力する宇宙からの微弱な信号を集光する大面積のアンテナを極めて安くつくる工夫をして、通常の建設コストの数十分の一の経費でこの課題を達成した。アルゴリズムの問題としては、信号の流れのビット幅が、信号処理の各段階において拡大も縮小もせず一定に保たれることに成功したことがカギであった。これにより、空間領域と時間領域の両方に広がった信号を、あふれさせることなく、また逆に処理装置が遊ぶこともなく常に100%の稼働率で働くことが、可能となった。さらに曲率が一定であることを利用して大面積のアンテナ、固定球面鏡を極めて安く開発した。追尾機能をもたせ微弱な天体の観測も可能となって、上記の観測が可能となった。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2002 - 2005

【配分額】48,360千円 (直接経費: 37,200千円、間接経費: 11,160千円)