超巨大ブラックホール光子球からの高周波重力波

概要

Kobe University Repository : Kernel
PDF issue: 2024-05-02

High frequency gravitational waves from photon
sphere of supermassive black holes

齊藤, 海秀
(Degree)
博士（理学）

(Date of Degree)
2023-03-25

(Date of Publication)
2024-03-01

(Resource Type)
doctoral thesis

(Report Number)
甲第8584号

(URL)
https://hdl.handle.net/20.500.14094/0100482332
※ 当コンテンツは神戸大学の学術成果です。無断複製・不正使用等を禁じます。著作権法で認められている範囲内で、適切にご利用ください。

（別紙様式 3
)

論 文 内 容 の 要 旨

氏 名

齊藤海秀

専 攻

物理学専攻

論文題目（外国語の場合は，その和訳を併記すること。）

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指導教員

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AppendixA

（別紙 1)

論文審査の結果の要旨

氏名
論文
題目

齊藤海秀

High frequency gravitational waves
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「超巨大ブラックホール光子球からの高周波重力波」
区分

職名

氏

主査

教授

胃

早田次郎

副査

教授

蔵重久弥

委
員

副査

准教授

野海俊文

名

副査
副査

印
要

旨

本論文の要旨は以下のとおりである。
本論文の骨子は、第 1章で研究の背景、第 2章でブラックホール周りの測 地線、第 3章でブラックホー
ルヘのアクリーション、第 4章で光子・重力子転換現象、 第 5章で超巨大ブラックホールの 光子球からの
高周波重力波、第 6章でアクシオンヘの応用、第 7章でまとめとなっている。
第 1章では導入として、重力波研 究の現状と超巨大ブラックホ ールからの高周波重力波を研 究すること
の動機付けが明確に記述されている。
第 2章は、ブラックホール時空に おける測地線のレビューと光 子球について本論文で必要と なる事項が
要領よく説明されている。
第 3章では、ブラックホールヘの アクリーションに関するモデ ルの詳細が解説されており有 用な内容と
なっている。特に、光子球に どれだけの光子が存在するか を評価するために重要となる アクリーションデ
ィスクからの X線放射スペクトルに関する現 状がよくまとめられている。
第 4章では、光子・重力子転換現 象が基礎から説明されている 。
第 5章が本論文のメインパートで あり、超巨大ブラックホール の光子球から、光子・重力子 転換現象に
よって放射される高周波重力 波が定量的に評価されている 。宇宙における超巨大ブラッ クホールからの高
周波重力波の密度パラメータ ーヘの寄与を世界で初めて定 量的評価したことは評価に値 する。
第 6章では、光子・重力子転換同 様に、光子球において光子・ アクシオン転換によってアク シオンが放
射される可能性を指摘してい る。これ暗黒物質問題解決に とって重要な知見であり、将 来の研究の進展の
基礎を与えるものである。
第 7章では、まとめと展望が述べられている。
付録には、有用な事項がまと められている。

2015 年の重力波初観測以来、重力 波研究の進展は目覚しく、将 来の重力波観測のさらなる進 展によっ
て多波長重力波研究の発展が 期待されている。特に基礎物 理学的観点からは高周波重力 波観測の重要性は
高い。しかし、存在が確実で ある重力波源が知られていな いため、検出器開発は滞り気 味である。そのよ
うな状況下で、存在が確実で ある高周波重力波の新たな重 力波源を明らかにした本研究 は、今後評価を高
めていくと期待できる。
本研究は、高周波重力波の発 生源としてブラックホールの 光子球からの重力波の可能性 を示したもので
あり、重力波研究の重要な知 見を得たものとして価値ある 研究の集積であると認める。
よって，学位申請者の齊藤海 秀氏は，博士（理学）の学位 を得る資格があると認める。
•特記事項なし

•

特許登録数

•発表論文数

0件
査読付き 3編

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