弱重力レンズ高次統計による暗黒物質と暗黒エネルギーの解明

• Project/Area Number: 15J03450
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: National Astronomical Observatory of Japan
• Principal Investigator: 白崎 正人 国立天文台, 理論研究部, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 重力レンズ / 暗黒物質 / 宇宙の大規模構造 / すばる望遠鏡 / 数値シミュレーション / 銀河撮像観測 / 観測的宇宙論 / 宇宙の加速膨張

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題で取り扱う重力レンズ現象とは、遠方天体の像が、観測者と遠方天体の間に位置する質量分布によってゆがめられる一般相対論的な効果である。一般に重力レンズ効果による像のゆがみ具合はわずかなものであるが、統計処理を施すことにより視線方向に位置する質量分布を再構築することが可能である。重力レンズ現象によって再構築された質量分布は、我々の宇宙の組成や膨張史に依存しているために、重力レンズ解析により我々の宇宙の組成や膨張史に制限を与えることができる。採用第3年度は、すばる望遠鏡の広視野撮像カメラHyper Suprime-Cam(HSC)を用いた大規模銀河撮像観測による重力レンズ解析を念頭においた宇宙論研究を行った。現在世界各地ですすめられている銀河撮像観測は、いずれも1000平方度を超える広視野を観測する予定である。このような現状を鑑み、申請者は全天を確保する弱重力レンズシミュレーションを利用し、現実的な銀河撮像観測の模擬データの作成に取り組んだ。採用第２年度に開発した模擬観測データの作成手法は、実観測で得られる銀河の形状情報と三次元位置情報をもとにしているため、観測に起因する複雑な効果を考慮しやすいという利点がある。申請者は、開発した手法を、すばるHSCサーベイによる銀河データに適応し、2200個の模擬観測データを作成した。この巨大な模擬観測データ群は、HSCサーベイの宇宙論解析の統計誤差を決める上で主要な役割を果たすことが期待される。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Statistical connection of peak counts to power spectrum and moments in weak lensing field (2017)
  • Author(s): Masato Shirasaki
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 465 Issue: 2 Pages: 1974-1983
  • DOI: 10.1093/mnras/stw2950
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The imprint of f(R) gravity on weak gravitational lensing - II. Information content in cosmic shear statistics (2017)
  • Author(s): Masato Shirasaki, Takahiro Nishimichi, Baojiu Li, Yuichi Higuchi
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 466 Issue: 2 Pages: 2402-2417
  • DOI: 10.1093/mnras/stw3254
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Covariance in the thermal SZ-weak lensing mass scaling relation of galaxy clusters (2016)
  • Author(s): Masato Shirasaki, Daisuke Nagai, Erwin T. Lau
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 460 Issue: 4 Pages: 3913-3924
  • DOI: 10.1093/mnras/stw1263
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Cosmological constraints on dark matter annihilation and decay: Cross-correlation analysis of the extragalactic gamma-ray background and cosmic shear (2016)
  • Author(s): Masato Shirasaki, Oscar Macias, Shunsaku Horiuchi, Satoshi Shirai, Naoki Yoshida
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 94 Issue: 6
  • DOI: 10.1103/physrevd.94.063522
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Probing cosmology with weak lensing selected clusters. II. Dark energy and f(R) gravity models (2016)
  • Author(s): Shirasaki, M., Hamana, T., Yoshida, N.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 68 Issue: 1 Pages: 414-414
  • DOI: 10.1093/pasj/psv105
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Impact of Baryonic Processes on Weak-lensing Cosmology: Power Spectrum, Nonlocal Statistics and Parameter Bias (2015)
  • Author(s): Ken Osato, Masato Shirasaki, Naoki Yoshida
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 806 Issue: 2 Pages: 186-201
  • DOI: 10.1088/0004-637x/806/2/186
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Probing cosmology with weak lensing selected clusters - I. Halo approach and all-sky simulations (2015)
  • Author(s): Shirasaki, M., Hamana, T., Yoshida, N.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 453 Issue: 3 Pages: 3043-3067
  • DOI: 10.1093/mnras/stv1854
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Cross-correlation of the extragalactic gamma-ray background with luminous red galaxies (2015)
  • Author(s): Masato Shirasaki, Shunsaku Horiuchi, Naoki Yoshida
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 92 Issue: 12 Pages: 123540-123540
  • DOI: 10.1103/physrevd.92.123540
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 弱重力レンズ効果とスニアエフ・ゼルドビッチ効果の併用による銀河団質量精密測定に向けて：数値シミュレーションを用いた模擬解析 (2016)
  • Author(s): 白崎正人
  • Organizer: 日本天文学会2016年秋季年会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県松山市）
• [Presentation] 大規模重力レンズシミュレーション：銀河撮像観測への応用 (2016)
  • Author(s): 白崎正人
  • Organizer: 観測的宇宙論ワークショップ2016
  • Place of Presentation: 広島大学（広島県東広島市）
• [Presentation] Covariance of galaxy-galaxy lensing: Jackknife vs. Mock (2016)
  • Author(s): 白崎正人
  • Organizer: COSMO-16
  • Place of Presentation: ミシガン大学（アメリカ合衆国ミシガン州アナーバー市）
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Cross-Correlation of the Extragalactic Gamma-ray Background with Luminous Red Galaxies (2015)
  • Author(s): 白崎正人
  • Organizer: 観測的宇宙論ワークショップ2015
  • Place of Presentation: 京都府京都市京都大学基礎物理学研究所
  • Year and Date: 2015-11-19
• [Presentation] Cross-Correlation of the Extragalactic Gamma-ray Background and Luminous Red Galaxies (2015)
  • Author(s): 白崎正人
  • Organizer: Workshop on Astrophysics of Dark Matter
  • Place of Presentation: 千葉県柏市カブリ数物連携宇宙研究機構
  • Year and Date: 2015-10-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 弱重力レンズピーク統計による宇宙モデルの検証--全天シミュレーションと理論モデルの比較 (2015)
  • Author(s): 白崎正人
  • Organizer: 日本天文学会2015年秋季年会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市甲南大学
  • Year and Date: 2015-09-09
• [Presentation] Probing cosmology with weak lensing selected clusters (2015)
  • Author(s): 白崎正人
  • Organizer: Theoretical and Observational Progress on Large-scale Structure of the Universe
  • Place of Presentation: ドイツマックスプランク物理学研究所
  • Year and Date: 2015-07-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Search for Gamma-ray from Luminous Red Galaxies (2015)
  • Author(s): 白崎正人
  • Organizer: ICM PHYSICS AND MODELING
  • Place of Presentation: ドイツマックスプランク物理学研究所
  • Year and Date: 2015-06-15
  • Int'l Joint Research