宇宙の階層構造の重力レンズ効果による暗黒物質と暗黒エネルギーの性質の探求

• Project/Area Number: 17740129
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 高田 昌広 Tohoku University, 大学院・理学研究科, 助教 (40374889)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2005: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: 観測的宇宙論 / 重力レンズ / 暗黒エネルギー / 宇宙の構造形成

Research Abstract

本研究は、現存の観測データあるいは計画中の宇宙論的観測計画を念頭に置きながら、宇宙の質量の大部分を占める暗黒エネルギーと暗黒物質の性質を実証的に解明することを最終目的とする。特に、すばる望遠鏡の観測データを用い、宇宙の階層構造による重力レンズ効果を測定することで、暗黒エネルギー及び暗黒物質の性質を制限する方法に着目している。この観点から、本年度は主に以下の研究成果を発表している。
すばる望遠鏡に次世代広視野カメラ・多天体分光器を搭載し、数1000平方度にわたる領域の銀河サーベイを行うことで、暗黒エネルギーの性質を今までにない精度で探求するための計画が検討されている。我々は、この銀河サーベイの観測量を用いることにより、暗黒エネルギーのみならずビックバン背景ニュートリノの質量に厳しい制限を加えることができることを示した。特に、ニュートリノと冷たい暗黒物質が混合する宇宙モデルに対して、構造形成の進化過程を弱非線形段階まで記述できる解析的理論モデルを構築し、この分野で注目を集めている。この理論モデルと上記の計画されているサーベイから得られる精密な観測量を比較することで、ニュートリノの質量に上限ではなく、実際の測定を可能にすることを指摘した。また、ニュートリノ質量の制限と同時に暗黒エネルギーの性質を制限できる、つまり暗黒エネルギーの制限がニュートリノ質量の不定性により劣化されないことも定量的に示している。

Research Products

• [Journal Article] Impact of massive neutrinos on nonlinear matter power spectrum (2008)
  • Author(s): S. Saito, M. Takada, A. Taruya
  • Journal Title: Phys. Rev. Letters 100 Pages: 191301-191304
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Probing dark energy with cluster counts and cosmic shear power spectra: including the full covariance (2007)
  • Author(s): M. Takada, S. Bridle
  • Journal Title: New Journal of Physics 9 Pages: 446-516
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Color Tomography (2007)
  • Author(s): B.Jain, A.Connolly, M.Takada
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 3
• [Journal Article] Can a galaxy redshift survey measure dark energy clustering? (2006)
  • Author(s): Masahiro Takada
  • Journal Title: Physical Review D 74
• [Journal Article] Cosmology with High-redshift Galaxy Survey : Neutrino Mass and Inflation (2006)
  • Author(s): M.Takada, E.Komatsu, T.Futamase
  • Journal Title: Physical Review D 73
• [Journal Article] Systematic Errors in Future Weak Lensing Surveys : Requirements and Prospects for Self-Calibration (2006)
  • Author(s): D.Huterer, M.Takada, G.Bernstein, B.Jain
  • Journal Title: Mon.Not.Roy.Astron.Soc. 366 Pages: 101-114
• [Journal Article] Baryon Oscillations and Dark-Energy Constraints from Imaging Surveys (2006)
  • Author(s): D.Dolney, B.Jain, M.Takada
  • Journal Title: Mon.Not.Roy.Astron.Soc. 366 Pages: 884-898
• [Journal Article] Can the Steep Mass Profile of A1689 be Explained by a Triaxial Dark Halo? (2005)
  • Author(s): M.Oguri, M.Takada, K.Umetsu, T.Broahurst
  • Journal Title: The Astrophysical Journal 632 Pages: 841-846
• [Journal Article] The Surprisingly Steep Mass Profile of Abell 1689, from a Lensing Analysis of Subaru Images (2005)
  • Author(s): T.Broadhurst, M.Takada, et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters 619 Pages: 143-146
• [Journal Article] Calibrating the Nonlinear Matter Power Spectrum : Requirements for Future Weak Lensing Surveys (2005)
  • Author(s): D.Huterer, M.Takada
  • Journal Title: Astropart.Phys. 23 Pages: 369-376
• [Book] 銀河1 (2007)
  • Author(s): 谷口義明編纂(本研究者、高田昌広、は共著者)
  • Total Pages: 331
  • Publisher: 日本評論者