重力レンズ現象で探究する宇宙構造の統一的理解

• Project/Area Number: 10J02533
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 佐藤 正典 名古屋大学, 理学研究科, 特別研究(DC1)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2012: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: 宇宙論 / 重力レンズ現象 / バリオン音響振動

Research Abstract

・非線形効果を含めた重力レンズ理論の正確な予言の構築
重力レンズ現象の宇宙論的情報は、角度スケールの小さい、非線形領域から主に得られる。非線形重力進化は、宇宙論パラメタを推定する際に使われる、銀河の楕円率に対するパワースペクトルやその高次の量であるバイスペクトルなどの値を変化させる。この効果を正確に見積もり、解析の際に考慮に入れる必要がある。そうでないと、宇宙論パラメタにバイアスをかけてしまい、誤った物理的知見を得ることになってしまう。このような問題を解決するために、我々は、レイトレーシングシミュレーションを用い、正確なパワースペクトルとバイスペクトルのシグナルを見積もった。レイトレーシングシミュレーションは、高解像度のN体シミュレーションを用いて重力レンズ効果を見積もるものであり、重力レンズサーベイの理論的予言を得るもっとも正確な方法である。世界最大数(6000個)のシミュレーションを行い、統計誤差を減らした。また、個々のシミュレーションの独立性を保つことにより、正確な統計的な議論が初めて可能になった。
我々は、ハローモデルと呼ばれる準解析的モデルと高次の摂動理論を組み合わせることにより、大スケールから小スケールに至るまで、重力レンズのパワースペクトルとバイスペクトルを正確に予言できる理論モデルを新しく構築した。このモデルに基づく理論予言とシミュレーションから得られた結果と比較し、現存のフィッティング公式よりシミュレーションの結果をうまく再現することができることが分かった。
この研究は、13研究発表欄の通り、雑誌論文として掲載されている。

Research Products

• [Journal Article] Modeling of weak-lensing statistics. I. Power spectrum and bispectrum (2012)
  • Author(s): Patrick Valageas, Masanori Sato & Takahiro Nishimichi
  • Journal Title: Astronomy & Astrophysics Volume: 541 Pages: 161-161
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201118549
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Modeling of weak-lensing statistics. II. Configuration-space statistics (2012)
  • Author(s): Patrick Valageas, Masanori Sato & Takahiro Nishimichi
  • Journal Title: Astronomy & Astrophysics Volume: 541 Pages: 162-162
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201118587
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Scatter and bias in weak lensing selected clusters (2012)
  • Author(s): Takashi Hamana
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 425 Issue: 3 Pages: 2287-2298
  • DOI: 10.1111/j.1365-2966.2012.21582.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Revising the Halofit Model for the Nonlinear Matter Power Spectrum (2012)
  • Author(s): Ryuichi Takahashi, Masanori Sato, Takahiro Nishimichi, Atsushi Taruya & Masamune Oguri
  • Journal Title: Astrophysical Journal Volume: 761 Issue: 2 Pages: 152-152
  • DOI: 10.1088/0004-637x/761/2/152
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dark Energy from the Log-transformed Convergence Field (2012)
  • Author(s): Hee-Jong Seo
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 748 Issue: 1 Pages: 57-69
  • DOI: 10.1088/0004-637x/748/1/57
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Simulations of Wide-Field Weak Lensing Surveys. II.Covariance Matrix of Real Space Correlation Functions (2011)
  • Author(s): Masanori Sato
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 734 Issue: 2 Pages: 76-87
  • DOI: 10.1088/0004-637x/734/2/76
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nonlinear biasing and redshift-space distortions in Lagrangian resummation theory and N-body simulations (2011)
  • Author(s): Masanori Sato
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 84-043501 Issue: 4 Pages: 1-15
  • DOI: 10.1103/physrevd.84.043501
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Probability Distribution Functions of Cosmological Lensing : Convergence, Shear, and Magnification (2011)
  • Author(s): Ryuichi Takahashi
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 742 Issue: 1 Pages: 15-29
  • DOI: 10.1088/0004-637x/742/1/15
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Copula cosmology : Constructing a likelihood function (2011)
  • Author(s): Masanori Sato
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 83-023501 Pages: 1-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Re-capturing cosmic information (2011)
  • Author(s): Hee-Jong Seo
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 729 Pages: 11-14
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Precise Estimation of Cosmological Parameters Using a More Accurate Likelihood Function (2010)
  • Author(s): Masanori Sato
  • Journal Title: Physical Review Letters Volume: 105-25130 Pages: 1-4
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 宇宙論パラメータ推定への重力レンズバイスペクトルの影響 (2012)
  • Author(s): 佐藤正典
  • Organizer: 日本天文学会2012年度秋季年会
  • Place of Presentation: 大分大学(大分)
  • Year and Date: 2012-09-19
• [Presentation] Impact of weak lensing bispectrum on cosmological parameter estimation (2012)
  • Author(s): Masanori Sato
  • Organizer: COSMO 12 : International Conference on Particle Physics and Cosmology
  • Place of Presentation: KITPC(北京)
  • Year and Date: 2012-09-13
• [Presentation] 宇宙論パラメータ推定への重力レンズバイスペクトルの影響 (2012)
  • Author(s): 佐藤正典
  • Organizer: 2012年度天文天体物理若手夏の学校
  • Place of Presentation: 東尋坊温泉観光ホテル(福井)
  • Year and Date: 2012-08-02
• [Presentation] ラグランジュ摂動論とN体シミュレーションにおける非線形バイアスと赤方偏移歪み (2011)
  • Author(s): 佐藤正典
  • Organizer: 日本天文学会2011年度秋季年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学(鹿児島)
  • Year and Date: 2011-09-20
• [Presentation] Nonlinear Biasing and Redshift-Space Distortions in Lagrangian Resummation Theory and N-body Simulations (2011)
  • Author(s): Masanori Sato
  • Organizer: COSMO 11 : International Conference on Particle Physics and Cosmology
  • Place of Presentation: University of Porto(ポルトガル)
  • Year and Date: 2011-08-25
• [Presentation] ラグランジミュ摂動論とN体シミュレーションにおける非線形バイアスと赤方偏移歪み (2011)
  • Author(s): 佐藤正典
  • Organizer: 2011年度天文天体物理若手夏の学校
  • Place of Presentation: ホテルたつき(蒲郡)
  • Year and Date: 2011-08-02
• [Presentation] Nonlinear Biasing and Redshift-Space Distortions in Lagrangian Resummation Theory and N-body Simulations (2011)
  • Author(s): Masanori Sato
  • Organizer: 11th RESCEU/DENET Summer School : Dark Energy in the Universe
  • Place of Presentation: 三愛高原ホテル(熊本)
  • Year and Date: 2011-07-28
• [Presentation] コピュラを用いた宇宙論パラメタの制限 (2011)
  • Author(s): 佐藤正典
  • Organizer: 日本天文学会春季年会
  • Place of Presentation: 筑波大学
  • Year and Date: 2011-03-19
• [Presentation] Copula Cosmology (2011)
  • Author(s): Masanori Sato
  • Organizer: DENET 2011 Subaru HSC Workshop
  • Place of Presentation: ASIAA(台湾)
  • Year and Date: 2011-03-07
• [Presentation] Copula Cosmology : Precise Estimation of Cosmological Parameters (2011)
  • Author(s): Masanori Sato
  • Organizer: QFPU 2^<nd> International Forum
  • Place of Presentation: Nagoya University
  • Year and Date: 2011-03-03
• [Presentation] Copula Cosmology (2010)
  • Author(s): Masanori Sato
  • Organizer: 10th RESCEU/DENET Summer School : Dark Energy in the Universe
  • Place of Presentation: Kochi University of Technology
  • Year and Date: 2010-08-29
• [Presentation] Copula Cosmology (2010)
  • Author(s): Masanori Sato
  • Organizer: Ten Years of Cosmic Shear
  • Place of Presentation: University of Edinburgh(イギリス)
  • Year and Date: 2010-07-21