LIGOとKAGRA、重力波観測データを補正する新手法を開発
米国と日本を含む国際研究チームが、重力波の観測データを補正する新手法を示した。LIGO、Virgo、KAGRAの連携で390件超の重力波事象が見つかる一方、各検出器の状態差が記録の質を左右してきた。研究者は、そのずれを音楽の補正に近い方法で整える仕組みを示した。
起こった背景
重力波は、超重い天体どうしが合体した時に生じる時空のゆらぎだ。2017年以降、LIGO、Virgo、KAGRAの観測網は多数の事象を捉えてきたが、検出器は常に同じ性能では動かない。どれか1台が完全な状態でなければ、信号はわずかにずれる。
研究チームは、このずれを補うために「天体物理学的較正」と呼ぶ手法を導入した。音楽制作で音程を整える自動補正に似た発想で、ほかの検出器の信号と重力理論の予測を組み合わせ、データのゆがみをなおす。グラスゴー大学重力波研究所のクリストファー・ベリー博士は、「巨大な宇宙現象をはっきり聞く助けになる」と述べた。
信号補正の実用化
この手法は、重力波信号の質を改善するために使われる。研究者たちは、重力波イベントを利用して検出器の応答を測定し、他の検出器の信号と重力理論に基づく正確な予測を組み合わせることで、データ中の微妙なゆがみを補正できるようにした。
従来は、検出器の感度がその時々の状態に左右されることがあった。今回の方法は、音楽制作ソフトのAuto-Tuneのように、わずかにずれた信号を補正する発想に近い。
これって何が重要？
この出来事が特異なのは、重力波の信号を使って検出器の応答そのものを測れる点だ。LVK共同研究チームは、この手法を2つの注目すべき信号に適用した。
観測網は複数の検出器で成り立つが、1台の検出器の感度が完全でないこともある。今回の方法なら、ブラックホール同士の合体やブラックホールと中性子星の「混合合体」といった事象の信号を、より明確に捉えられる。
今後の予測
今後1〜3ヶ月で、LIGO、Virgo、KAGRAの解析手順にこの補正法が順次組み込まれる可能性が高い。実運用で再現性が確認されれば、既存の未解析データにも適用が広がると予想される。観測済み事象の再評価が進む。
ただ、各検出器のずれ方は同じではないため、適用範囲には差が出るとみられる。研究チームが複数の事象で安定して結果を出せば、今後の観測では補正込みの解析が標準になる公算が大きい。信号の取りこぼしは減る。
