ブラックホール・中性子星連星の合体に対する数値相対論による包括的研究

利用数值相对论综合研究黑洞/中子星双星并合

基本信息

批准号：
14J02950
负责人：
川口恭平
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題最終年度である本年度はブラックホール中性子星連星合体からの重力波波形の研究に取り組んだ。本年度に取り組んだ研究は主に次の２つである。本研究課題初年度、昨年度のシミュレーションによって歳差運動するブラックホール中性子星連星合体からの重力波形の解析に取り組んだ。歳差運動しないブラックホール中性子星連星合体からの重力波のスペクトルの高周波側にあらわれる減衰の位置は、中性子星の半径を反映している事が先行研究で分かっている。しかし、本研究で取り扱った歳差運動するようなブラックホール中性子星連星合体においては、重力波波形に見かけの方向が変化する事に様々な位相モードが波形に混ざり込み、その結果重力波スペクトルにおける高周波側減衰の位置と中性子星の半径の定量的な相関が不明瞭になることが前年度までの研究で明らかになっていた。本年度は昨年度末に考案した位相モードを分解し、高周波側減衰の位置を読み取る方法について、その問題点を解決し有用性を確かめた。特に今回得られた解析方法は一般的な連星合体からの重力波波形の解析を行う上で有用であることが分かった。現在この結果を論文にまとめている段階である。さらに本年度は高精度長時間のブラックホール中性子星連星合体シミュレーションを行い、今後の重力波観測に必要となる波形テンプレート作成へむけた研究を開始した。本研究ではスピンが無いブラックホールを含むブラックホール中性子星連星合体について系統的に解像度を変えたシミュレーションを行い、重力波波形の誤差を定量的に評価した計算を行っている。現在２モデルの状態方程式のブラックホール中性子星連星合体の計算に取り組んでおり、今後より多くの連星合体のパラメータについて計算を行う予定である。

今年，这是该研究主题的最后一年，我们致力于研究黑洞中子二进制恒星组合的引力波形。我今年进行的主要研究是以下两项主要研究：在本研究主题的第一年，我们致力于分析从去年的模拟中使用模拟的前序黑洞中子恒星二进制二进制二进制恒星的重力波形。先前的研究表明，从非不必要的黑洞中子二元星凝聚的引力波谱的高频侧出现的衰减位置反映了中子星的半径。然而，在我们在本研究中讨论的类似进动的黑洞中子星二元星凝胶中，由于引力波形的明显方向变化，各种相模融合到波形中，从而导致高频率侧衰减的位置在引力波谱和中子星形的半径中的高频侧衰减之间的位置之间。今年，我们解决了问题，并确认了我们在去年年底设计的相位模式分解方法的有用性，并阅读了高频侧衰减的位置。特别地，发现此时间获得的分析方法可用于分析一般二元星组合的重力波浪形。目前将结果汇编成纸张。此外，今年，我们对黑洞中子二元星星合并进行了高精度，长期的合并模拟，并开始研究为未来引力波观测所需的波形模板创建波形模板。在这项研究中，我们系统地模拟了包含非旋转黑洞的黑洞中子恒星二元星凝聚的分辨率，并定量评估引力波形的误差。目前，我们正在研究两个状态方程模型的黑洞中子星二元星凝胶，我们计划将来计算更多的二进制恒星合并参数。