スペース重力波アンテナ
DECIGO計画(9)
天文学会 @国立オリンピック記念青少年総合センター
2008年3月27日
○川村静児(国立天文台), 安東正樹(東大理), 中村卓史(京大理), 坪野公夫(東大理), 田中貴浩(京大理), 船木一幸(JAXA-ISAS), 瀬戸
直樹(国立天文台), 沼田健司(NASA), 佐藤修一(国立天文台), 神田展行(阪市大理), 井岡邦仁(京大理), 高島健(JAXA-ISAS), 青柳巧
介(早大理工), 我妻一博(東大理), 阿久津智忠(東大天文), 阿久津朋美(東大理), 浅田秀樹(弘前大理工), 麻生洋一(Columbia Univ. ),
新井宏二(国立天文台), 荒瀬勇太(東大理), 新谷昌人(東大地震研), 池上健(産総研), 石川毅彦(JAXA-ISAS), 石崎秀晴(国立天文台),
石徹白晃治(東大理), 石原秀樹(阪市大理), 市來淨與(東大理), 伊東宏之(NICT), 伊藤洋介(Univ. of Wisconsin), 井上開輝(近大理工),
植田憲一(電通大レーザー研), 歌島昌由(JAXA ), 榎基宏(東経大経営), 戎崎俊一(理研), 江里口良治(東大総合文化), 大石奈緒子(国
立天文台), 大河正志(新潟大工), 大橋正健(東大宇宙線研), 大原謙一(新潟大理), 奥冨聡(東大理), 小野里光司(東大理), 鎌ヶ迫将悟
(東大理), 河島信樹(近大KLC), 川添史子(お茶大理), 雁津克彦(京大理), 木内建太(早大理工), 岸本直子(JAXA-ISAS), 桐原裕之(東
大理), 工藤秀明(東大理), 國中均(JAXA-ISAS), 國森裕生(NICT), 黒田和明(東大宇宙線研), 小泉宏之(東大工), 洪鋒雷(産総研), 郡
和範(Lancaster Univ.), 穀山渉(東大理), 苔山圭以子(お茶大理), 古在由秀(ぐんま天文台), 小嶌康史(広大理), 固武慶(国立天文台), 小
林史歩(Liverpool JMU), 西條統之(Univ. of Southampton), 坂井真一郎(JAXA-ISAS), 阪上雅昭(京大人環), 阪田紫帆里(お茶大理),
佐合紀親(Univ. of Southampton), 佐々木節(京大基研), 佐藤孝(新潟大工), 柴田大(東大総合文化), 真貝寿明(大工大情報), 杉山直(名
大理), 諏訪雄大(東大理), 宗宮健太郎(AEI), 祖谷元(AUTH), 高野忠(JAXA-ISAS), 高橋走(東大理), 高橋慶太郎(京大基研), 高橋忠
幸(JAXA-ISAS), 高橋弘毅(長岡技科大経営情報), 高橋龍一(名大理), 高橋竜太郎(国立天文台), 高森昭光(東大地震研), 田越秀行(阪
大理), 田代寛之(京大理), 谷口敬介(Univ. of Illinois), 樽家篤史(東大理), 千葉剛(日大文理), 辻川信二(群馬高専), 常定芳基(東工大
理), 徳田充(阪市大理), 徳成正雄(東大理), 豊嶋守生(NICT), 内藤勲夫(無所属), 中尾憲一(阪市大理), 中川憲保(東大理), 中須賀真一
(東大工), 中野寛之(RIT), 長野重夫(NICT), 中村康二(国立天文台), 中山宜典(防衛大), 西澤篤志(京大人環), 西田恵里奈(お茶大理),
西山和孝(JAXA-ISAS), 丹羽佳人(京大人環), 橋本樹明(JAXA-ISAS), 端山和大(CGWA), 原田知広(立教大理), 疋田渉(阪大理), 姫本
宣朗(芝浦工大 ), 平林久(JAXA-Space Education Center), 平松尚志(東大理), 福嶋美津広(国立天文台), 藤田龍一(阪大理), 藤本眞克
(国立天文台), 二間瀬敏史(東北大理), 細川瑞彦(NICT), 堀澤秀之(東海大工), 前田恵一(早大理工), 松原英雄(JAXA-ISAS), 蓑泰志
(Caltech), 宮川治(Caltech), 三代木伸二(東大宇宙線研), 向山信治(東大理), 武者満(電通大レーザー研), 森岡友子(東大理), 森澤理之
(京大理), 森本睦子(JAXA-ISAS), 森脇成典(東大新領域), 柳哲文(阪市大理), 山川宏(京大生存研), 山崎利孝(国立天文台), 山元一広
(東大宇宙線研), 横山順一(東大理), 吉田至順(東北大理), 吉野泰造(無所属)
重力波とは?
• アインシュタインの一般
相対性理論により予言
• 潮汐的な空間のひずみ
が伝わっていく波
空間のひずみ~10-23程度
⇒まだ見つかっていない!
2
重力波天文学の創成
レーザー干渉計による
重力波検出
重力波
ミラー
ビームスプリッター
ミラー
レンズ
干渉光
スクリーン
レーザー
4
鏡
アーム長が長いほど
感度が高い
鏡
鏡
レーザー
光検出器
鏡
レーザー
光検出器
5
世界の大型干渉計
LIGO (4 km)
GEO (600 m)
TAMA (300 m)
LCGT (3 km)
LIGO (4 km)
VIRGO (3 km)
AIGO (? km)
6
LISA
• NASAとESAの共同計画
• アーム長:500万km
LISA project
7
DECIGOとは?
Deci-hertz Interferometer Gravitational Wave Observatory

LISAと地上検出器の帯域のギャップを埋める
超高感度の実現が可能!
10-18
Strain [Hz-1/2]

LISA
地上検出器
(e.g. LCGT)
10-20
DECIGO
10-22
10-24
白色矮星連星
からの重力波
雑音
10-4
10-2
100
102
Frequency [Hz]
104
予備概念設計
光共振器を使う
アーム長:1000 km
ミラー直径:1 m
レーザー波長:532 nm
フィネス:10
レーザーパワー:10 W
ミラー質量:100 kg
光共振器
干渉計3台
光検出器
レーザー
光検出器
ドラッグフリー衛星
光共振器
軌道とコンステレーション(案)
地球
背景重力波検出の
ため相関を取る
レコード盤軌道
太陽
角度分解能を上げる
目標感度と期待されるサイエンス
巨大ブラックホール
形成のメカニズム解明
インフレーションの検証
宇宙膨張の加速度計測
⇒ダークエネルギーの制限
ロードマップ
2007 08
ミ
ッ
シ
ョ
ン
09
10
11
12
R&D
製作
13
14
15
16
17
18
19
20
R&D
製作
DICIGOパスファインダー
(DPF)
21
22
23
24
25
26
R&D
製作
Pre-DECIGO
DECIGO
要素技術の実証試験
目 重力波検出の可能性
最小限のスペックで
重力波検出
衛星間共振器の実現
重力波天文学の発展
ス 衛星1台
コ アーム1本
ー
プ
衛星3台
干渉計1台
衛星3台
干渉計3台
×4ユニット
的
–
–
–
–

レーザー安定化システム
光共振器の制御
衛星のドラッグフリー制御
クランプ機構
低周波での重力波観測
– BH合体からの重力波
– BH準固有振動からの重力波
スコープ
 衛星1台
 光共振器
 地球周回
Observable Range
目的
 技術実証
[kpc, SNR=5]
DECIGOパスファインダー
2
10
BH QNM
BH Inspiral
1
10
Galactic Center
0
10
–1
10
3
10
4
10
5
10
Mass [M solar]
Local
Sensor
Actuator
Thruster
6
10
現状と今後の予定
• DPFワーキンググループ:JAXA/ISASの小型
科学衛星シリーズの重点候補の一つとなった
• 平成19年度戦略的開発経費を受け、重点開
発要素のR&Dを開始した
• 平成20年度中に、基礎技術開発を完了させ、
Phase-A 提案書を提出する予定
イラスト:川村そら
聞きたいな
宇宙の産声
DECIGOで!
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ppt - 国立天文台