DECIGOのサイエンス情報の整理＋ＤＥＣＩＧＯの仕様で検討してもらいたいこと DECIGO-ＷＧ第４回ミーティング 5/11 2006 国立天文台瀬戸直樹 1 話の予定 • ノイズカーブの注意点 – 51/2 倍、他 • DECIGOによるサイエンスのまとめ – Foreground cleaning (瀬戸) – ダークエネルギー関連（高橋さん） – 背景重力波関連（樽家さん、工藤さん、姫本さん） • Binary subtractionの問題 – どのくらいの感度がいるか? – 配置等の問題 • 私の話のまとめ 2 ノイズカーブの注意点 ① ② ③ ④ (5)1/2 応答関数：重力波信号=（入射重力波）ｘ（干渉計の反応） 1/2 腕の数 2/31/2 腕の角度：60度 1/N1/2 干渉計の数実はこのへんのファクターが非常に重要（以下は①だけ）角度平均済み最適な入射、腕一つ 3 背景重力波観測：NS+NS等取り除く重力波振幅 [Hz-1/2] 連星中性子星 (1.4+1.4Msun) •z<1 (SN>26: 7200/yr) •z<3 (SN>12: 32000/yr) •z<5 (SN>9: 47000/yr) 中間質量BH連星 (1000+1000Msun) •z<1 (SN>6000) DECIGO1台合体 5年前 3ヶ月前 2台の相関 ΩGW=2.2x10-16 相関解析3年間で検出可能（樽家さん） Ωns+ns >100 Ωlimit Cleaning が鍵となる! ~100000個合体 4 重力波周波数 [Hz] 取り除けるか? Cutler&Harms PRD 2006, Seto, Cornish & Phinney in preparation • Event rate より感度が問題（if rate <107/yr） • SN：z依存性は弱い – High-z まで取り除く必要あり – Critical な感度が存在する • 回転数大（~107-8回転） – 計算機パワーの限界→積分時間の上限 – Min SN~20くらい必要 for z=1 (Cutler Harms:⇔LIGO pulsar) 5 平均ＳＮのｚ依存性どのｚの連星が検出しにくいか？ z=1との比質量：Ｍ(1+z) z大:進化が速い 1.75 z=1 z=5 1.5 1.25 Fixed time(<<chirp time): (1+z)5/3/dL 1 0.75 現実はこの間になるはず SNR=20 0.5 0.25 Full chirp: (1+z)5/6/dL 2 4 6 8 平均のＳＮで議論：実際はもう少し複雑（角度依存性） 10 z 6 FP-DECIGOの“死角” 干渉計1つで全部“見える”か？ NS+NS＠z=3: mean SN: 12 天頂方向でedge-onの連星 SN:0.6!! 0 0 LISA軌道の場合を考える 0 0 0 回転して角度平均を取るように見えるが… “死角”があって観測しにくい連星がある。Cleaningで問題！ 0 0 0 7 考察相関解析のためには少なくとも2台の干渉計が必要しかし相関を大きくするために2台の向きは揃っている（死角を取り除くのに役に立たない）いろいろな選択肢があるはずだが、ＬＩＳＡではどうなっているか調べると 8 LISA：３つの独立なモード（AET）がある A E AEは左の2つの干渉計と等価（Tは低周波で感度悪い） LISA ２つの偏光モードを逃さない DECIGO FP-DECIGOでも2つ→“死角”の改善!! NS+NS＠z=3 の場合 min SN：0.6→6 →安東さんの話 9 モンテカルロ計算によるSNの分布個数 100 80 60 40 20 1% 0% 小さなＳＮのが大幅に減る 9.3% 1.3% NS+NS@z=3 mean SN; 12 赤：１つ青：２つ Residual level 合計1000個 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 15 16 1718 19 20 21 2223 24 25 26 2728 29 30 ここのＳＮ：~20くらいほしい（3倍感度よく） SN 10 まとめ • • • • ノイズカーブのファクター DECIGOのターゲット Foreground cleaningが不可欠 Criticalな感度がある-この上下で定性的に違う– 少なくともあと３倍ほどよくならないか? • 配置等も重要（“死角”をなくす） – ＦＰで２つのモードを取れないか? 個数 11 全部取り除いてしまえＳＮ