Advanced data analyses for gravitational waves

引力波的高级数据分析

• 批准号: 16F16025
• 负责人: 田中 貴浩
• 金额: $ 1.41万
• 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: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-10-07 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16F16025/
• 关键词: 重力波; 宇宙論パラメータ; DECIGO; 宇宙物理学; データ解析

ブラックホール連星合体のパラメータを推定する際に、将来の地上の重力波干渉計と衛星による重力波検出器からの観測を組み合わせることの利点の研究をさらに推し進めました。これは我々の以前の研究(PTEP 053E01(2016))を拡張したものです。以前の研究ではアンテナパターンに関して平均化した上で、自転を伴わない連星合体に特化するという単純化をおこなっていました。今回の拡張では、歳差運動は考慮しないものの軌道角運動量と平行な自転が大きい可能性も考慮した上で、連星の天球上の位置や軌道角運動量の向きに関してもどれだけの精度で決定できるかという点に着目しました。「アインシュタイン望遠鏡」に代表される第3世代の地上重力波干渉計と提案されている宇宙重力波干渉計DECIGOを組み合わせた場合に焦点を当てています。DECIGOの前段階として、より感度の低いB-DECIGOというミッションも提案されています。B-DECIGOの場合には、太陽周回軌道だけではなく、太陽同期地球周回軌道の可能性も検討されています。本研究では、B-DECIGOを用いても、太陽周回軌道であれば、宇宙重力波干渉計と地上の重力波干渉計の情報を合わせることにより、天球上の位置の特定において立体角にして２桁程度の改善を得ることができることを実証しました。一方で、太陽同期地球周回軌道では、同様の改善は得られないことも明らかになりました。この研究は、将来の重力波天文学にとって特に重要な意味をもちます。なぜなら、天球面上の位置決定精度を向上させることで、これらの連星系のホスト銀河が特定できる可能性がさらに高まるからです。太陽周回軌道のB-DECIGOであれば、ギガパーセクスケールであっても、ホスト銀河との相関を議論することで宇宙論モデルの独立な決定に十分に用いることが可能であることを明らかにしました。

我们进一步研究了在估计双黑洞合并参数时结合未来地基引力波干涉仪和星基引力波探测器的观测结果的好处。这是我们之前研究 (PTEP 053E01(2016)) 的延伸。在之前的研究中，我们通过平均天线方向图来简化天线方向图，并重点关注不涉及旋转的双星合并。在这种展开式中，虽然不考虑进动，但考虑了平行于轨道角动量的大自转的可能性，并且可以用以下公式确定双星在天球上的位置和轨道角动量的方向：我重点关注这一点。我们重点研究以爱因斯坦望远镜为代表的第三代地面引力波干涉仪与提出的空间引力波干涉仪DECIGO的结合。作为 DECIGO 的初步步骤，还提出了一项名为 B-DECIGO 的任务，该任务的敏感度较低。就B-DECIGO而言，不仅考虑了太阳轨道的可能性，而且还考虑了太阳同步地球轨道的可能性。本研究中，即使使用B-DECIGO，在太阳轨道上，结合空间引力波干涉仪和地面引力波干涉仪的信息，将其转换为天球上的位置，就能识别出天球上的位置。我们已经证明可以获得数量级的改进。另一方面，很明显，在太阳同步地球轨道上无法实现同样的改进。这项研究对未来引力波天文学具有特别重要的意义。这是因为提高天球上的定位精度将进一步增加识别这些双星系统宿主星系的可能性。我们已经证明，围绕太阳运行的 B-DECIGO 可以通过讨论与宿主星系的相关性来独立确定宇宙学模型，即使是在千兆秒差距尺度上也是如此。

项目成果

Constraining the distance-redshift relationship with standard siren measurements

用标准警报测量来约束距离-红移关系

• 发表时间: 2018
• 作者: Remya Nair;Sanjay Jhingan and Takahiro Tanaka;Zhou Li;Remya Nair;Zhou Li;田中貴浩;Remya Nair
• 通讯作者: Remya Nair

Parameter estimation with gravitational wave observations

利用引力波观测进行参数估计

• 发表时间: 2017
• 作者: Remya Nair;Sanjay Jhingan and Takahiro Tanaka;Zhou Li;Remya Nair;Zhou Li;田中貴浩;Remya Nair;Remya Nair
• 通讯作者: Remya Nair

DECIGOと地上重力波干渉計のシナジー効果

DECIGO与地基引力波干涉仪的协同效应

• 发表时间: 2018
• 作者: 森元祐介，福田努;渋谷寛;小川了;松尾友和;松本拓也，大島仁，稲生恒明，水沢萌，三角尚治;青木茂樹;高橋覚;山田恭平，中村光廣，佐藤修;中野敏行，小松雅宏，長縄直崇;六條宏紀，北川暢子，他 T60 Collaboration;Masayoshi Tanaka;飯沼裕美;田中貴浩
• 通讯作者: 田中貴浩

Measuring the Hubble constant: Gravitational wave observations meet galaxy clustering

• DOI: 10.1103/physrevd.98.023502
• 发表时间: 2018-04
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Remya Nair;S. Bose;T. D. Saini

Synergy between ground and space based gravitational wave detectors

地基和天基引力波探测器之间的协同作用

• 发表时间: 2017
• 作者: Remya Nair;Sanjay Jhingan and Takahiro Tanaka;Zhou Li;Remya Nair;Zhou Li;田中貴浩;Remya Nair;Remya Nair;Remya Nair
• 通讯作者: Remya Nair