情報の整理＋ＤＥＣＩＧＯの仕様で検討してもらいたいこと

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1 情報の整理＋ＤＥＣＩＧＯの仕様で検討してもらいたいこと
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/ 国立天文台 瀬戸直樹

2 話の予定 ノイズカーブの注意点 DECIGOによるサイエンスのまとめ Binary subtractionの問題 私の話のまとめ
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

3 ノイズカーブの注意点 (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
(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

4 背景重力波観測：NS+NS等取り除く 重力波振幅 [Hz-1/2] Ωns+ns >100 Ωlimit
連星中性子星 ( Msun) 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 ( Msun) z<1 (SN>6000) 中間質量BH連星(z=1) DECIGO1台 合体 5年前 重力波振幅 [Hz-1/2] 3ヶ月前 2台の相関 連星中性子星(z=1) ΩGW=2.2x10-16 相関解析3年間 で検出可能 （樽家さん） 取り除く 合体 Ωns+ns >100 Ωlimit Cleaning が鍵となる! 重力波周波数 [Hz] ~100000個

5 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)

6 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 2 4 6 8 10 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 z=1 z=5 Fixed time(<<chirp time): (1+z)5/3/dL 現実はこの間になるはず SNR=20 Full chirp: (1+z)5/6/dL z 平均のＳＮで議論：　実際はもう少し複雑（角度依存性）

7 FP-DECIGOの“死角” NS+NS＠z=3: mean SN: 12 天頂方向でedge-onの連星 SN:0.6!!
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!!                                                      LISA軌道の場合を考える 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！

8 相関解析のためには少なくとも2台の干渉計が必要
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

9 →安東さんの話 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 ２つの偏光モードを逃さない
FP-DECIGOでも2つ→“死角”の改善!! NS+NS＠z=3 の場合 min SN：0.6→6 DECIGO →安東さんの話

10 モンテカルロ計算によるSNの分布 赤：１つ 青：２つ 小さなＳＮのが大幅に減る 合計1000個 SN NS+NS@z=3
mean SN; 12 個数 1% 0% 9.3% 1.3% 赤：１つ 青：２つ 小さなＳＮのが大幅に減る Residual level 合計1000個 SN ここのＳＮ：~20くらいほしい（3倍感度よく）

11 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? ＳＮ 個数 全部取り除いてしまえ