計画研究ケ ： 重力波源と波形の研究
[研究組織]
氏名 所属 ・職 専門 役割分担 代表 中村 卓史 京都大学 ・ 大学院理学研究科・ 助教授 宇宙物理学 重力波源と波形の研究の総括
分担 田中 貴浩 京都大学 ・ 基礎物理学研究所 ・ 助教授 相対論的宇宙論 重力波の波形予測とその観測への応用
[研究の概要と目的]
TAMA300で検出が期待できる重力波源を、宇宙物理学の広範な観測事実と理論研究から、可能な限り探し出す。 そして、データ解析の指針となる、 テンプレートとパラメーターを推測する。 研究代表者と分担者は、ブラックホール MACHO 連星の合体が頻度の高い (1年に数イベント) 有望な重力波源となるかもしれないことを既に指摘した。 現在、欧米の大型干渉計ではブラックホール MACHO 連星の合体も考慮に入れたデータ解析を考えている。 これは日本の理論グループの 1つの成果であるが、 この新し い重力波源候補は、MACHO の研究という一見重力波源とは関係のないように思える研究から生れた。 したがって、今後も一見重力波源とは関係のないように思えるテーマの研究も推進する。 例えばガンマ線バーストの研究がその 1例で、将来は有望な重力波源と関係がつくかも知れない。
さて、ブラックホールMACHO連星をターゲットに考えると通常の連星の質量パラメーターとは違う範囲 を解析する必要があり、 特別な解析法を必要とする。 つまり、重力波源とその波形の研究は、 検出そのものの 正否を決める極めて重要な課題である。
本計画研究の主目的は宇宙物理学の広範な観測事実と理論研究から、TAMA300 で検出可能な重力波源を可能な限り探し出すことである。 そして、データ解析の指針を与える。 本計画研究は、もちろん計画研究コ ： 「データ解析法の研究」 と密接な関係を持って進めるが、他にも公募 研究で、数値相対論、 ポストニュートン近似、 連星系の平衡形状等の研究を採用し、それらを全体として総括し、大きなグループとして組織的に 「研究項目 A03 ： 重力波観測による宇宙像構築のために理論研究」 を 推進する。
蛇足ではあるが、日本の理論グループは過去に、数値相対論、ポストニュートン近似、連星系の平衡形状で世界的に高い評価を受けた研究を数々出してきた。
[年次計画]
平成 14 年度
重力波源として期待され、これまで研究が進められてきた、連星系の合体、高速回転する中性子星等からの重力波の波形予測、 及び、 それにつながる研究を進める。
平成 15 年度
前年度の研究の継続。 研究会、定例研究連絡会を通じて、これまでの広範な観測事実と理論研究をもとに、新 たな重力波源の可能性を探る。
平成 16 年度
前年度の研究の継続。 新たな種類の重力波源候補を観測するための、データ解析の指針を与える。
平成 17 年度
PN 展開、 ブラックホール摂動、準定常解の構成、数値相対論、等のそれぞれのアプローチによって得られた知識を統合し、連星系の合体の全過程を定量的に理解するための総合的研究を組織する。それまでに得られた重力波のデータから、最大限、物理的情報を引き出すための総合的研究を行う。