Transcript pptx - 国立天文台

川村静児(国立天文台)、安東正樹(京大理)、瀬戸直樹(京大理)、佐藤修一(法大工)、中村卓史(京大理)、
天文学会 ＠山口大学
２００９年９月１５日
Sora
坪野公夫(東大理)、船木一幸(JAXA-ISAS)、沼田健司(NASA)、神田展行(阪市大理)、田中貴浩(京大基研)、井岡邦仁(KEK)、高島健(JAXAISAS)、青柳巧介(早大理工)、我妻一博(東大理)、浅田秀樹(弘前大理工)、麻生洋一(東大理)、新井宏二(国立天文台)、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(名大理)、
伊東宏之(NICT)、伊藤洋介(Univ. of Wisconsin)、井上開輝(近大理工)、上田暁俊(国立天文台)、植田憲一(電通大レーザー研)、歌島昌由
(JAXA)、江尻悠美子(お茶大理)、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)、大渕喜之(国立天文台)、岡田健志(東大理)、岡田則夫(国立天文台)、小
野里光司(東大理)、河島信樹(近大KLC)、川添史子(AEI)、河野功(JAXA)、木内建太(早大理工)、岸本直子(JAXA-ISAS)、國中均(JAXA-ISAS)、
國森裕生(NICT)、黒田和明(東大宇宙線研)、小泉宏之(JAXA-ISAS)、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(立教大理)、齊藤
遼(東大理)、坂井真一郎(JAXA-ISAS)、阪上雅昭(京大人環)、阪田紫帆里(国立天文台)、佐合紀親(京大基研)、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)、鈴木理恵子(お茶大院)、諏訪雄大(東大理)、宗宮健太
郎(Caltech)、祖谷元(Univ. Tuebingen)、高野忠(日大)、高橋走(東大理)、高橋慶太郎(名大理)、高橋忠幸(JAXA-ISAS)、高橋弘毅(長岡技科
大経営情報)、高橋史宜(東大数物)、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(UWM)、樽家篤史(東大理)、千葉剛(日大文理)、辻川信二(東理大)、常定芳基(東工大理)、豊嶋守生(NICT)、鳥居泰男
(国立天文台)、内藤勲夫(無所属)、中尾憲一(阪市大理)、中澤知洋(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(国立天文台)、西田恵里奈(お茶大院)、西山和孝(JAXA-ISAS)、丹羽佳人(京大人環)、能
見大河(東大工)、橋本樹明(JAXA-ISAS)、端山和大(AEI)、原田知広(立教大理)、疋田渉(阪大理)、姫本宣朗(日大生産)、平林久(無所属)、
平松尚志(東大宇宙線研)、福嶋美津広(国立天文台)、藤田龍一(RRI)、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(東大宇宙線研)、三代木伸二(東大宇宙線研)、
向山信治(東大数物)、武者満(電通大レーザー研)、森澤理之(京大理)、森本睦子(JAXA-JSPEC)、森脇成典(東大新領域)、八木絢外(京大
理)、山川宏(京大生存研)、山崎利孝(国立天文台)、山元一広(AEI)、柳哲文(APCTP)、横山順一(東大理)、吉田至順(東北大理)、吉野泰造
(無所属)、若林野花(お茶大院)
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！
重力波を出す天体現象
• 中性子星やブラックホールの連星
運動とその合体
• 超新星爆発
• パルサー
重力波天文学
• 宇宙初期
• 未知なる天体
重力波で宇宙の始まりを観る
宇宙誕生
10 -43 秒
(プランク時間）
重力波
ニュートリノ
1秒
(陽子、中性子の形成)
電磁波
38万年
(晴れ上がり)
137億年
(現在)
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
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
世界の大型干渉計
LIGO (4 km)
GEO (600 m)
TAMA (300 m)
LCGT (3 km)
CLIO (100 m)
LIGO (4 km)
VIRGO (3 km)
干渉計を宇宙に持っていくと
もっと長くできる
• 信号が増える
－重力波と光の相互作用の時間が長くなるため
－ただし高周波では信号のキャンセルが起こる
• ノイズが減る
－地面振動や重力場の揺らぎノイズが小さい
低周波で感度がよくなる
スペース重力波アンテナDECIGO
Deci-hertz Interferometer Gravitational Wave Observatory
光共振器を使って感度を高める
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
鏡（浮いている）
光共振器
光検出器
光共振器
干渉計３台で１クラスター
レーザー
ドラッグフリー衛星
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
DECIGOの目標感度と得られるサイエンス
原始ブラック
ホール
ダークマター
10-19
巨大ブラック
ホール形成の
メカニズム解明
10-20
10-21
合体
5年前
3ヶ月前
1 クラスター
10-22
ブランスディッ
ケ・パラメタ
10-23
10-24
10-25
２クラスター
相関解析
インフレーション
(3年間)
GW~210-16
インフレーション
10-26
の検証
10-3
10-2
10-1
1
10
周波数 [Hz]
合体
102
103
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
2009 10
ミ
ッ
シ
ョ
ン
11
12 13
14
15 16
22 23 24
R&D
製作
R&D
製作
SWIM
17 18 19 20 21
DICIGOパスファインダー
(DPF)
目
的
要素技術の実証試験
ス
コ
ー
プ
衛星１台
アーム１本
25
26 27 28 29
R&D
製作
Pre-DECIGO
DECIGO
最小限のスペックで
重力波検出
重力波天文学の発展
衛星間共振器の実現
衛星３台
干渉計１台
衛星３台
干渉計３台
×４クラスター
DECIGO パスファインダー (DPF)
中間質量ブラックホール連星の合体（我々の銀河）
地球重力場の観測
DPF
DECIGO
光共振器
レーザー
光共振器
1,000 km
30 cm
光検出器
アーム長を縮めて技術実証
鏡（浮いている）
ドラッグフリー衛星
小型科学衛星としてのDPF
DPF Payload
Size :
950mm cube
Weight : 150kg
Power : 130W
Data Rate: 800kbps
Mission thruster x12
Mast
structure
Mission
Thruster head
Stabilized.
Laser source
On-board
Computer
Power Supply
SpW Comm.
Satellite Bus
(‘Standard bus’ system)
Size :
950x950x1100mm
Weight : 200kg
SAP :
960W
Battery: 50AH
Downlink : 2Mpbs
DR:
1GByte
3N Thrusters x 4
Interferometer
module
Satellite
Bus system
Bus thruster
Solar Paddle
サブシステムの開発
周波数安定化レーザー
テストマスモジュール
静電センサー
アクチュエーター
ドラッグフリーモデル
干渉計センサー
スラスター
DECIGO暫定組織
代表： 川村 (国立天文台)
副代表： 安東 (京大理)
運営委員会
川村 (国立天文台)，安東 (京大理)，瀬戸 (京大理)，中村 (京大理)，
坪野 (東大理)，佐藤 (法政大工)，田中 (京大基研)，船木 (JAXA/ISAS)，
沼田 (Merryland)，神田 (阪市大理)，井岡 (KEK)，高島 (JAXA/ISAS)
Pre-DECIGO
佐藤(法政大工)
検出器
サイエンス・データ
沼田 (Merryland)
安東 (京大理)
田中 (京大基研)
瀬戸 (京大理)
神田 (阪市大理)
衛星
船木 (JAXA/ISAS)
デザインフェーズ
DECIGO パスファインダー
ミッションフェーズ
リーダー： 安東 (京大理)
副リーダー： 高島 (JAXA/ISAS)
検出器
レーザー
上田
(国立天文台)
植田 (電通大)
武者 (電通大)
ドラッグフリー
ハウジング
佐藤 (法政大工)
森脇
(東大新領域)
坂井
(JAXA/ISAS)
スラスター
バス
船木
(JAXA/ISAS)
高島
(JAXA/ISAS)
データ
神田 (阪市大理)
研究協力等

LISA
– 第１回LISA-DECIGOワークショップ開催（平成２０年１１月）
– サポートレター

Stanford Univ.
– 帯電制御その他で共同研究 ⇒ MOU

NASA Goddard
– ファイバーレーザーの共同研究 ⇒ 検討開始

JAXA誘導制御グループ
– フォーメーションフライトの共同研究

東大ビッグバンセンター
– DECIGOがメインテーマの一つとなる

国立天文台・先端技術センター
– 協力体制についての検討、まもなく開始

UNISEC
– 研究協力の検討
最近の進展

第７回DECIGOワークショップ（２００９年４月）
– 関連分野との融合の試み

DPF：小型科学衛星２号機不採択
– ２度目のヒアリングの最終候補の２つに残るも不
採択

新学術領域
– 地上と合同で出すも不採択


物理学会：DECIGO関連で１０講演
ホームページの開設
まとめ





DECIGOにより非常に頻度の高い重力波検
出が可能となる
それによりさまざまな新しいサイエンスが得ら
れる
DPFの打ち上げが最重要なステップ
そのために各研究機関との研究協力を行っ
ている
小型科学衛星３号機をめざす
聞きたいな
宇宙の産声
DECIGOで！
Sora