重力波天体「GW 170817」で日本観測チームも重力波天体観測

Posted by moonrainbow on 18.2017 重力波   0 comments   0 trackback
日本観測チームも重力波天体の光を初観測 

重力波天体
 
2017年10月16日(現地時間)に発表された5回目の重力波観測ですが、2017年8月17日に観測された重力波の発生時には日本の重力波追跡観測チーム「J-GEM」も追跡観測を実施。そして、重力波天体の放つ光を初観測しています
 
今回アメリカのLIGOと欧州のVirgo(どちらも重力波研究所)が観測した重力波天体「GW 170817」は、中性子星同士の合体で発生したもの。これまでのブラックホールの合体とは異なり、地上からの可視光での観測も可能だったのです
 
そしてJ-GEMに所属するすばる望遠鏡や、名古屋大学と鹿児島大学が運用する南アフリカのIRSF望遠鏡を利用し、GW 170817を観測。これが高密度の天体が合体する際の大規模爆発現象「キロノバ」だと確信し、さらに鉄より重い元素を合成する過程の「r プロセス」を伴うキロノバ放射の理論予測とよく一致していたのです
 
このr プロセスでは、金やプラチナ、レアアースなどの元素の合成が予測されていました。すばる望遠鏡のリリースによれば、今回の観測をシミュレーションしたところ地球質量の1万倍のレアアースのようなr プロセス元素が生成されていたそうです。以前は超新星爆発で生成されると考えられていた重元素ですが、中性子星の合体によるr プロセスで重元素が誕生するとすれば、重元素の起源に迫る大きな一歩になると、すばる望遠鏡のリリースはまとめています
 
Image Credit: 国立天文台

2017/10/17
Soraeより

中性子星合体(neutron stars colliding)による重力波

Posted by moonrainbow on 17.2017 重力波   0 comments   0 trackback
「中性子星(Neutron Stars)合体による重力波」初観測に成功 

中性子星同士の衝突による重力波

米国のLIGOと欧州のVirgo(それぞれ重力波研究所)は2017年10月16日(現地時間)、2017年8月17日に重力波を観測していたと発表しました。さらに、今回の重力波は初めて中性子星同士の衝突による重力波を観測したものとなります
 
これまで重力波は4回観測されていましたが、それらはすべてブラックホールの合体が原因となり発生したものでした。しかし今回の中性子同士の衝突は巨大な火の玉を生み、地上の望遠鏡からも観測することができたのです
 
今回の重力波は地球から1億3000万光年離れた場所で発生。それぞれの中性子星は太陽質量の1.1倍と1.6倍の重さとなり、お互いの周りを高速で回転した後に衝突したものと考えられています
 
さらに今回の観測では、8月の観測時にLIGOとVirgoが世界の観測機関に警告を発したことで全世界の天文台が観測を行い、重力波の発生を追加確認。さらに観測からは、「金」などの重い元素の誕生も観測されています
 
前述の追加確認には日本の国立天文台なども参加しており、観測結果を発表しています

Jets and Debris from a Neutron Star Collision 



Image Credit: NSF LIGO Sonoma State University / A. Simonnet

2017/10/17
Soraeより

「重力波」4度目の観測

Posted by moonrainbow on 04.2017 重力波   0 comments   0 trackback
・・・・・・祝・重力波発見のノーベル賞受賞・・・・・・

 ブラックホール同士が衝突か?

重力波の観測

欧州が中心となりイタリアに設立された重力波観測施設「Virgo」は2017年9月27日(現地時間)、重力波の観測に成功したと発表しました。これで重力波の観測は史上4度目となります
 
今回の重力波は8月14日に観測され、分析が進められてきました。現時点で推測される重力波の発生源は、18億光年以上離れた場所にある太陽の31倍と25倍の質量を持つブラックホール同氏の衝突。また同時にアメリカの重力波観測所「LIGO」も重力波を捉えていたそうです
 
なお、重力波は時空の歪みが光速で移動する現象です。ブラックホールの合体などの超大質量の天体活動によって引き起こされることが知られています。また、重力波の存在は100年前にアインシュタインも予言していました
 
アメリカのLIGOは2016年2月に史上初の重力波の観測に成功し、同年6月や2017年6月には2度目、3度目の観測を行っています
 
Image Credit: LIGO / Caltech / MIT / Sonoma State (Aurore Simonnet)

2017/09/28
Soraeより

3度目の重力波検出

Posted by moonrainbow on 11.2017 重力波   0 comments   0 trackback
重力波検出器「LIGO」が3度目の重力波検出

公転に対して傾いて自転する2つのブラックホールの想像図
公転に対して傾いて自転する2つのブラックホールの想像図(提供:LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State (Aurore Simonnet))

重力波検出器「LIGO」が、3度目となる重力波の検出に成功しました。約30億光年彼方で2つのブラックホールが合体し、太陽の約49倍の質量を持つブラックホールが形成された際に発生したものです

アメリカに設置された双子のレーザー干渉計型重力波検出器「LIGO」が2017年1月4日に重力波の検出に成功していたことが発表されました。2015年9月、同年12月に続く3度目の検出となります

今回LIGOがとらえた重力波は、過去2例と同様に2つのブラックホールが合体した現象で放出されたものです。太陽の19倍と32倍の質量を持つ恒星質量ブラックホールが合体して太陽の49倍のブラックホールができ、太陽2個分の質量のエネルギーが重力波として放出されました。過去2例の合体後のブラックホールの質量は太陽の62倍と21倍だったので、今回のものはちょうどその間になります。「太陽の20倍以上の質量を持つ恒星質量ブラックホールの存在について、更なる確証が得られました。LIGO以前には存在が知られていなかったものです」(米・マサチューセッツ工科大学 David Shoemakerさん)

また、今回の現象は30億光年彼方で発生したものと見られており、1回目(13億光年)、2回目(14億光年)よりもずっと遠いです

3度目となった検出では、合体前のブラックホールの自転に関する手がかりが得られました。ブラックホ―ルのペアは互いの周りを回りながら、同時にそれぞれが自転しています。公転と自転が同じ向きの場合もあれば、反対のことも、公転軌道面に対して自転軸が大きく傾いていることもあります。今回のデータでは、合体前のブラックホールのうち少なくとも一つの自転は公転と同じ向きではなかったことが示唆されています

このずれは、ブラックホール連星系の形成にヒントを与えるものとなります。ブラックホール連星系の形成モデルには主に2つあり、そのうち一つは、連星系の星それぞれが爆発して2つのブラックホ―ルが同時に誕生するというものです。この場合、元の星は公転と同じ向きに自転していたためブラックホールも公転と自転が同じ向きに揃います

もう一方のモデルでは、ブラックホール同士は混雑した星団内で出会い、星団の中心に沈んで連星系となります。このシナリオの場合、ブラックホールの自転は公転に対してどんな方向もありうります。3度目の重力波検出でLIGOが得たいくつかの証拠は、最終的に合体したブラックホール連星が形成されたのは密集した星団内だったというモデルの方がやや可能性が高いことを示しています

「(3度目の検出で)いよいよブラックホール連星系について統計を集め始めるところです。ブラックホ―ル連星系形成に関するモデルのうちいくつかは現時点ですでに他より有力ですが、将来的にはもっと絞り込めるでしょう」(米・カリフォルニア工科大学 河邊径太さん)

また、アインシュタインの一般相対性理論の検証として、重力波に「分散」と呼ばれる効果が見られないこともあらためて確認されました

「ブラックホ―ル同士の衝突・合体による3度目の重力波を検出し、LIGOは宇宙のダークサイドを明らかにできる強力な検出器としての地位を確立しつつあります。こうした現象の観測にLIGOが適している一方で、私たちは中性子星同士の衝突(による重力波の検出)という別のタイプの激しい天文現象が見られることに期待しています」(米・カリフォルニア工科大学 David Reitzeさん)

2017年6月5日
Astro Aratsより

初検出の重力波の正体は「原始ブラックホール」から?

Posted by moonrainbow on 14.2016 重力波   0 comments   0 trackback
初検出の重力波の正体は「原始ブラックホール」が生み出した?(東京大学

「原始ブラックホール」

2016年2月12日に世界ではじめて観測された「重力波」。アインシュタインが約100年前に予測した理論が観測によって実証されたというロマンあふれるこの現象ですが、新たに東京大学などのグループがこの重力波は「原始ブラックホールが起源ではないか」という仮説を発表しました
 
Physical Review Lettersに掲載された発表によると、初検出された重力波を生み出した連星ブラックホールは、ビッグバンの直後に形成した原始ブラックホールである可能性があるとしています
 
以前には、初観測された重力波が太陽質量の30倍前後のブラックホールの衝突が生み出したことが報告さています。そしてこのブラックホールの由来については、さまざまな議論がありました。今回の報告では、このブラックホールは宇宙の誕生直後に「特に濃い領域が重力崩壊を起こしてできた原始ブラックホール」ではないか、としているのです

原始ブラックホール連星形成の模式図
距離が非常に近い原始ブラックホール対は、お互いの重力が宇宙膨張より勝り、重力束縛状態になる。このとき、遠方のブラックホールによる潮汐力によって離心率の大きい連星が形成される

原始ブラックホールが連星となった理由については、2つの原始ブラックホールに「潮汐力」をおよぼした他の原始ブラックホールの存在が想定されています。このように原始ブラックホールの質量が太陽の30倍程度でかつ暗黒物質への占める割合が小さいと仮定した場合、初観測された重力波のデータと一致することがわかったのです
 
現在重力波の観測は初観測に成功した米国のLIGOだけでなく、日本の重力波望遠鏡「かぐら」や、宇宙重力波望遠鏡「発展型LISA(eLISA)」も稼働を予定しています。いよいよ本格的に始動を始めた重力波天文学ですが、今後もきっと宇宙の始まりの姿を解き明かしてくれることでしょう

Soraeより
2016年8月8日
 

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