初期宇宙の大質量星から生まれるブラックホールの性質の解明

聖川他(2021)と谷川他(2021)の論文においては、種族合成(Population synthesis)の手法を用いて、初代星から作られる連星ブラックホールについて調べた。具体的には連星ブラックホールの合体に伴う重力波放射と、将来的に可能となるその重力波検出観測を念頭に置き、どのような質量のペアの合体がどのような頻度で起きるのかを計算した。聖川他の論文ではこれまでにあまり調べられていなかったペア不安定型超新星よりも重い星（初期質量が太陽の約300倍以上）の連星進化を調べ、典型的な質量や合体頻度を求めた。これらの結果は将来建設予定のアインシュタイン重力波望遠鏡等により検証されることが期待できる。谷川他においては、恒星の進化理論の不定性の一つであるオーバーシューティングの度合いが連星合体頻度に及ぼす影響を調べた。特にその影響はブラックホール形成が禁止されるとされているペア不安定型超新星の質量範囲(Pair instability mass gapと呼ばれる）への影響が大きく、研究者の間でしばしば仮定されているギャップ領域は必ずしも正しくないことを示した。Nagele他(2021)の論文においては、本研究課題の主要目的の一つである超大質量星の進化について詳しく調べることの手始めとして、1万太陽質量の初代星の主系列段階から重力崩壊までの過程を一般相対論の効果を考慮した恒星進化コードと流体力学コードを用いて計算した。本研究では特に重力崩壊時におけるニュートリノ放射について注目し、その強さやスペクトルを計算し、ニュートリノ背景放射へ及ぼす影響等について議論を行った。

聖川他(2021)と谷川他(2021)の論文においては、種族合成(Population synthesis)の手法を用いて、初代星から作られる連星ブラックホールについて調べた。具体的には連星ブラックホールの合体に伴う重力波放射と、将来的に可能となるその重力波検出観測を念頭に置き、どのような質量のペアの合体がどのような頻度で起きるのかを計算した。聖川他の論文ではこれまでにあまり調べられていなかったペア不安定型超新星よりも重い星（初期質量が太陽の約300倍以上）の連星進化を調べ、典型的な質量や合体頻度を求めた。これらの結果は将来建設予定のアインシュタイン重力波望遠鏡等により検証されることが期待できる。谷川他においては、恒星の進化理論の不定性の一つであるオーバーシューティングの度合いが連星合体頻度に及ぼす影響を調べた。特にその影響はブラックホール形成が禁止されるとされているペア不安定型超新星の質量範囲(Pair instability mass gapと呼ばれる）への影響が大きく、研究者の間でしばしば仮定されているギャップ領域は必ずしも正しくないことを示した。Nagele他(2021)の論文においては、本研究課題の主要目的の一つである超大質量星の進化について詳しく調べることの手始めとして、1万太陽質量の初代星の主系列段階から重力崩壊までの過程を一般相対論の効果を考慮した恒星進化コードと流体力学コードを用いて計算した。本研究では特に重力崩壊時におけるニュートリノ放射について注目し、その強さやスペクトルを計算し、ニュートリノ背景放射へ及ぼす影響等について議論を行った。