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宇宙重力波望远镜DECIGOSpaceGravitational-JAXARepository
宇宙重力波望遠鏡DECIGO
* **
安東 正樹 ,川村 静児 ,DECIGOワーキンググループ
Space Gravitational-Wave Telescope DECIGO
By
* **
Masaki Ando , Seiji Kawamura and DECIGO working group
Abstract : 重力波観測による新たな天文学の開拓を目指して,現在,世界各国で重力波望遠鏡
の開発や観測運転が進められている.その中で,日本の重力波グループでは,宇宙空間重力波
望遠鏡DECIGO (DECi-hertz Interferometer Gravitational Wave Observatory)を打ち上げることを
目指している.これは,互いに1000km 離れた3台のスペースクラフト (S/C)間の距離を精密
に測定することで重力波を観測する装置である.DECIGO は,0.1-1Hz の周波数帯に感度を持ち,
地上の検出器やESA/NASA の共同プロジェク トであるLISA (Laser Interferometer Space
Antenna)では捉えることが困難な初期宇宙起源の重力波を観測することが期待できる.
Key words : DECIGO,重力波,宇宙望遠鏡,レーザー干渉計
1.
質量を持った物体が加速度運動する際,その周囲の時空の歪みが空間を伝播していく.この波が重力波と呼ば
れ,その存在は,一般相対性理論の一つの帰結として理論的に予言されている.重力波は,物体との相互作用が
非常に小さく,強い透過力を持つため,中性子星やブラックホールなどの高密度天体の激しい天文現象の内部を
直接観測する新しい手段となり得る.また,重力波は,電磁波では観測する事の出来ない,ビックバンから38万
年以内の初期宇宙を直接観測する唯一の手段としても期待がもたれている.重力波によって得られる知見 (宇宙
の起源や構成に対する知見,ブラックホールや中性子星の合体やガンマ線バーストなどの激しい天体現象に対す
る知見)は,これまで主に行われてきた電磁波による天文学とは相補的な情報になるはずである (図1).重力
波の直接観測は,一般相対性理論に残された大きな検証課題の一つであると共に,電磁波によるものとは質の異
なった新たな天文学を拓く可能性を持っている.
重力波の検出と,それによる天文学の創成を目指した研究は1960年代から行われている.その成果として,現
在までに,欧米や日本などでは既に大型重力波検出器が建設され,本格的な観測が始められている.これらの検
出器では,連星中性子星の合体や超新星爆発で発生する100Hz- 1kHz の重力波をターゲットとしており,我々の
銀河系やその近傍で重力波イベントがあれば検出できるだけの感度が実現されている.ただ,そのようなイベン
-5 -2
トは極めて稀と考えられており (連星中性子星の合体率は,1つの銀河で10 /year 程度,超新星爆発は,3x10 /
* 東京大学理学系研究科
** 国立天文台重力波プロジェクト推進室
This document is provided by JAXA.
84
year 程度),本格的な天文学を行うには,十分な観測体制にはなっていない.本格的な天文学として成立させる
ためには,検出器の感度をより向上して観測できる重力波源までの距離を広げる,もしくは,検出器で観測可能
な周波数帯を広げるなど,ターゲットとなる現象を増やすための改良が必要となる.
4
そこで,アメリカ
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