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暗黒物質揺らぎの重力非線形成長の研究と宇宙大規模構造の解明

Research Project

Project/Area Number 16J01773
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

羽田 龍一郎  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords宇宙大規模構造 / バリオン音響振動 / 密度分布の再構築 / Ia型超新星 / 重力レンズ / 暗黒エネルギー / ニュートリノ
Outline of Annual Research Achievements

宇宙全体に広がる物質の分布やその進化(宇宙大規模構造)を解明することを目的とし、物質密度の揺らぎの非線形成長の研究や観測データの理論的な解析手法の開発を行ってきた。

まず一つ目として、前年度に引き続きIa型超新星の明るさに対する重力レンズ効果に注目した。昨年度までは、明るさの確率分布として単純なガウス分布を仮定して理論モデルを構築してきたが、今年度は、密度揺らぎの非線形性を反映させたより現実的な Log-normal 分布にモデルを拡張し、次世代の超新星の観測プロジェクト(WFIRST) において、暗黒エネルギーの性質やニュートリノの質量をどの程度制限できるか予測を行った。その結果、重力レンズによる明るさのばらつきを考慮した場合、従来の考慮しない場合と比べて、暗黒エネルギーの状態方程式がより厳しく制限されることを示せた。また、今回のモデルを重力波天体の観測に応用した場合、次世代の重力波観測プロジェクト(Einstein Telescope)においてニュートリノの質量をこれまでにない精度で制限できる可能性があることが分かった。この結果を論文としてまとめ、現在、査読付き欧文雑誌に投稿中である。
二つ目として、銀河分布の二点相関関数の中に特徴的なスケールとして現れるバリオン音響振動ピークを用いた距離測定の研究を行った。これまでに、より精密な距離測定に向けて、従来の銀河(物質)分布の再構築法の問題点を解決した、より正確な物質分布の再構築法(iterative algorithm)を開発してきた。今年度は、この新たな再構築法をN体シミュレーションから得られた銀河分布に適用し、従来の再構築法との比較を行った。その結果、特に小スケールにおいて、従来の方法に比べて二点相関関数をより正確に復元できることが分かった。この結果は学会で発表し、論文として査読付き欧文雑誌に投稿し、出版された。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] ハーバード・スミソニアン天体物理学センター(米国)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] ハーバード・スミソニアン天体物理学センター(米国)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] ハーバード・スミソニアン天体物理学センター(米国)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] An iterative reconstruction of cosmological initial density fields2018

    • Author(s)
      Ryuichiro Hada、Eisenstein Daniel J
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 478(Issue 2) Issue: 2 Pages: 1866-1874

    • DOI

      10.1093/mnras/sty1203

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Application of the iterative reconstruction to simulated galaxy fields2018

    • Author(s)
      Ryuichiro Hada、Eisenstein Daniel J
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 482(Issue 4) Issue: 4 Pages: 5685-5693

    • DOI

      10.1093/mnras/sty3137

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Constraints on Neutrino Masses from the Lensing Dispersion of Type Ia Supernovae2016

    • Author(s)
      Ryuichiro Hada and Toshifumi Futamase
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 828 (Issue 2) Issue: 2 Pages: 112-112

    • DOI

      10.3847/0004-637x/828/2/112

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] An iterative reconstruction of cosmological initial density fields2019

    • Author(s)
      Ryuichiro Hada、Eisenstein Daniel J
    • Organizer
      Accelerating Universe in the Dark
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Iterative algorithmを用いたバリオン音響振動の再構築2018

    • Author(s)
      羽田龍一郎、Daniel Eisenstein
    • Organizer
      新学術領域「なぜ宇宙は加速するのか?- 徹底的究明と将来への挑戦-」
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Iterative algorithmを用いたバリオン音響振動の再構築2017

    • Author(s)
      羽田龍一郎、Daniel Eisenstein
    • Organizer
      日本天文学会2017年秋季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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