重力波を用いて合体中ブラックホールを検出・可視化する新システム(A system to detect and map merging black holes)

2026-02-05 イェール大学

米国・イェール大学などの国際研究チームは、重力波を用いて宇宙に存在する超大質量ブラックホール連星の位置を検出・マッピングする新たな観測システムを開発した。これまでは重力波の背景信号が検出されても、個々のブラックホール合体源を直接位置決定することは困難だったが、新手法は背景と連星候補源の測定を組み合わせることで、連星の候補天体を特定する枠組みを確立した。実際に「Rohan」「Gondor」と名付けられたブラックホール連星候補を114個の活動銀河核から抽出し、検出プロトコルの有効性を示した。このシステムにより、重力波背景の「マッピング」が可能となり、宇宙の構造やブラックホール合体の進化の理解が進むと期待されている。研究成果はThe Astrophysical Journal Lettersに掲載された。

<関連情報>

NANOGrav 15年データセット:超大質量ブラックホール連星の探査 The NANOGrav 15 yr Dataset: Targeted Searches for Supermassive Black Hole Binaries

Nikita Agarwal, Gabriella Agazie, Akash Anumarlapudi, Anne M. Archibald, Zaven Arzoumanian, Jeremy G. Baier, Paul T. Baker, Bence Bécsy, Laura Blecha, Adam Brazier,…
The Astrophysical Journal Letters  Published: 2026 February 5
DOI:10.3847/2041-8213/ae3719

重力波を用いて合体中ブラックホールを検出・可視化する新システム(A system to detect and map merging black holes)

Abstract

We present the first targeted searches for continuous gravitational waves (CWs) from 114 active galactic nuclei that may host supermassive black hole binaries, using the NANOGrav 15 yr dataset. By incorporating electromagnetic priors on sky location, distance, redshift, and CW frequency, our strain and chirp-mass upper limits are typically improved by a factor of ∼2 (median 2.2) relative to all-sky limits at the same frequency. Bayesian comparisons against a model including only a Hellings–Downs-correlated background disfavors a CW signal for all targets, with a mean Bayes factor of 0.73 ± 0.32. Two targets have Bayes factors slightly above unity, but coherence tests, random-targeting experiments, and a conservative accounting of the 114-target trials factor all indicate that they are consistent with noise. We use these two candidates as worked examples to illustrate an end-to-end targeted CW search analysis and a suite of follow-up tests that future promising candidates would need to pass. We find that the electromagnetic interpretations of both candidates are ambiguous, and we update the constraints on a putative binary in 3C 66B, ruling out part of its previously allowed parameter space. Ultimately, our results demonstrate the current sensitivity of targeted pulsar timing array searches for CWs and define a road map for future multimessenger CW detections.

1701物理及び化学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました