重力波の研究にクエーサーをガイドとして活用(Weaving a tapestry of gravitational waves, with quasars as guides)

2025-07-02 イェール大学

イェール大学の研究者は、クエーサーを「ガイド」として用い、重力波背景から個々の超巨大ブラックホール連星を特定する新手法を提案した。クエーサーを持つ銀河はブラックホール衝突系を見つける確率が約5倍高く、標的を絞ることで低周波重力波の個別検出が可能になる。これはNANOGravの観測結果を活用し、銀河進化やブラックホール成長の理解促進にもつながるとされる。新手法はパルサータイミングと統計解析を組み合わせたもの。

<関連情報>

クエーサーは超大質量ブラックホール・バイナリーの前兆となり得るか? Quasars Can Signpost Supermassive Black Hole Binaries

J. Andrew Casey-Clyde, Chiara M. F. Mingarelli, Jenny E. Greene, Andy D. Goulding, Siyuan Chen, and Jonathan R. Trump
The Astrophysical Journal  Published: 2025 July 2
DOI:10.3847/1538-4357/adce05

重力波の研究にクエーサーをガイドとして活用(Weaving a tapestry of gravitational waves, with quasars as guides)

Abstract

Supermassive black holes (SMBHs) are found in the centers of massive galaxies, and galaxy mergers should eventually lead to SMBH mergers. Quasar activity has long been associated with galaxy mergers, so here we investigate if supermassive black hole binaries (SMBHBs) are preferentially found in quasars. Our multimessenger investigation folds together a gravitational-wave background signal from NANOGrav, a sample of periodic active galactic nucleus candidates from the Catalina Real-Time Transient Survey, and a quasar mass function, to estimate an upper limit on the fraction of quasars which could host an SMBHB. We find at 95% confidence that quasars are at most 5 times as likely to host an SMBHB as a random galaxy. Pulsar timing arrays may therefore be more likely to find SMBHBs by prioritizing quasars over a random selection of galaxies in their searches.

1701物理及び化学
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