DECi-hertz Interferometer Gravitational wave Observatory (DECIGO) is the future Japanese space gravitational wave antenna. It aims at detecting various kinds of gravitational waves between 1 mHz and 100 Hz frequently enough to open a new window of observation for gravitational wave astronomy. The pre-conceptual design of DECIGO consists of three drag-free satellites, 1000 km apart from each other, whose relative displacements are measured by a Fabry–Perot Michelson interferometer. We plan to launch DECIGO in 2024 after a long and intense development phase, including two pathfinder missions for verification of required technologies.

Abstract The Deci-hertz Interferometer Gravitational Wave Observatory (DECIGO) is a future Japanese space mission with a frequency band of 0.1 Hz to 10 Hz. DECIGO aims at the detection of primordial gravitational waves, which could have been produced during the inflationary period right after the birth of the Universe. There are many other scientific objectives of DECIGO, including the direct measurement of the acceleration of the expansion of the Universe, and reliable and accurate predictions of the timing and locations of neutron star/black hole binary coalescences. DECIGO consists of four clusters of observatories placed in heliocentric orbit. Each cluster consists of three spacecraft, which form three Fabry–Pérot Michelson interferometers with an arm length of 1000 km. Three DECIGO clusters will be placed far from each other, and the fourth will be placed in the same position as one of the other three to obtain correlation signals for the detection of primordial gravitational waves. We plan to launch B-DECIGO, which is a scientific pathfinder for DECIGO, before DECIGO in the 2030s to demonstrate the technologies required for DECIGO, as well as to obtain fruitful scientific results to further expand multi-messenger astronomy.

Abstract Gravitational lensing by massive objects along the line of sight to the source causes distortions to gravitational wave (GW) signals; such distortions may reveal information about fundamental physics, cosmology, and astrophysics. In this work, we have extended the search for lensing signatures to all binary black hole events from the third observing run of the LIGO-Virgo network. We search for repeated signals from strong lensing by (1) performing targeted searches for subthreshold signals, (2) calculating the degree of overlap among the intrinsic parameters and sky location of pairs of signals, (3) comparing the similarities of the spectrograms among pairs of signals, and (4) performing dual-signal Bayesian analysis that takes into account selection effects and astrophysical knowledge. We also search for distortions to the gravitational waveform caused by (1) frequency-independent phase shifts in strongly lensed images, and (2) frequency-dependent modulation of the amplitude and phase due to point masses. None of these searches yields significant evidence for lensing. Finally, we use the nondetection of GW lensing to constrain the lensing rate based on the latest merger-rate estimates and the fraction of dark matter composed of compact objects.

重力波は,アインシュタインの一般相対性理論によって予言された重力による時空のゆがみが光の速さで伝わる波動現象である.近年,重力波の観測が可能になり,重力波を用いた物理学・天文学や重力波と他波長との観測によるマルチメッセンジャー天文学への発展が期待されている.一方で,重力波観測においては,非定常・非ガウス性の突発性雑音が発生するため,重力波望遠鏡の不安定化や重力波信号の模倣・隠蔽を引き起こす.突発性雑音は,その原因に起因すると考えられる様々な特徴を持つため,突発性雑音の分類によりその原因の特定や観測の精度向上に貢献することが期待できる.本論文では,深層学習を用いて突発性雑音の潜在変数を抽出し,その分類を行う.まず,抽出した潜在変数に対しては3次元空間に埋め込むことで可視化し,さらに潜在変数に対する入力画像を即座に表示するツールを開発した.可視化ツールでは潜在空間上の突発性雑音の分布についてその入力画像と共に考察できるようにした.また,潜在空間上の突発性雑音に対し教師なし分類を実施し,クラスタリング不安定性と誤判定率の評価により適切なクラスタ数を推定した後,その分類結果について報告する.