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Precision Cosmology from the HSC-SSP optical and eROSITA X-ray surveys

Research Project

Project/Area Number 19KK0076
Research Category

Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

岡部 信広  広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (00436073)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮崎 聡  国立天文台, ハワイ観測所, 教授 (20290885)
田中 賢幸  国立天文台, ハワイ観測所, 准教授 (50589207)
大栗 真宗  千葉大学, 先進科学センター, 教授 (60598572)
樋口 祐一  近畿大学, 理工学部, 研究員 (60770815)
鳥羽 儀樹  国立天文台, ハワイ観測所, 特任助教 (40825957)
Project Period (FY) 2019-10-07 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords観測的宇宙論 / 銀河団 / 弱い重力レンズ効果 / 光学撮像観測 / X線観測 / 活動銀河核 / 弱い重力レンズ / 光学測光観測 / 宇宙物理(実験) / 相対論・重力(実験)
Outline of Research at the Start

eROSITA の X 線観測、HSC-SSP による光学測光観測と弱い重力レンズ質量の観測量を組み合わせ、宇宙論パラメータへの制限を目指す。解析のステージごとに3段階に分け、効率良いコラボレーションを行う。第1ステージは、eROSITAやHSC-SSPが発見した銀河団に対してフラックスなどのX線観測量や弱い重力レンズ質量の測定などをそれぞれ独立に行う。第2ステージは、互いの観測量をそれぞれ組み合わせ、質量とX線観測量の相関を調べるジョイント解析を行う。第3ステージは、第2ステージ得られた研究結果をもとに銀河団の質量関数による宇宙論研究を行い、ダークエネルギーの状態方程式に制限を与える。

Outline of Annual Research Achievements

X線全天サーベイeROSITAで発見されたX線銀河団や活動銀河核(AGN)のX観測量とすばる望遠鏡HSCサーベイの光学測光観測の観測量(弱い重力レンズ質量や銀河測光観測)の比較を行なっている。研究遂行のため月1回の定期的なミーティングを行っている。

最初の半年(eRASS1と呼ぶ。最終計画では4年の観測、ロシアウクライナ侵攻により2年ちょっとで観測が中断している)のデータに対して、弱い重力レンズに関する論文と宇宙論の論文を投稿し、現在査読中である。論文のいくつかはarXiv(2024arXiv240208455G,2024arXiv240208456K,2024arXiv240208458G,2024arXiv240208459A)で見られるが、本報告書に関する論文一覧は来年度載せる予定である。
これらの主たる研究成果として、銀河団の質量関数を使って宇宙論物質密度パラメータOmega_m=0.29と密度ゆらぎパラメータsigma8=0.88を得た。それぞれの測定誤差は0.02程度である。密度ゆらぎパラメータは近傍宇宙の観測結果よりも値が大きく、宇宙マイクロ波背景放射による初期宇宙観測の結果と一致している。またニュートリノの総質量は0.08または0.12の値を得た。ここで値の違いはニュートリノ質量階層性に依存する。また、ダークエネルギーの状態方程式パラメータはw=-1.12\pm0.12とアインシュタインの宇宙項と矛盾しない。

また、最終的深さに到達する初期観測領域であるeROSITA Final Equatorial Depth Survey (eFEDS)領域のAGNに関する多波長研究についての論文を3本発表した。AGNのホスト銀河の特性を明らかにするだけでなく光学サーベイで見逃された電波を発するクェーサーの不明瞭な対応天体を発見した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

主にオンラインミィーティングやメールでの議論を通じて研究を行っている。宇宙論に関する論文を投稿した。
ロシアによるウクライナ進行によるX線サーベイは現在も中断しており、最初の2年間のeRASS4までのデータが揃っている。科研費有効期間ではeRASS4までのデータ解析までが現実的である。

Strategy for Future Research Activity

eRASS1の個々の銀河団に対する弱い重力レンズ質量測定に関する論文を投稿する。現在のところすばる望遠鏡HSCのみでしか個々の質量の測定はできない。また、eRASS1銀河団銀河のうち一番明るい銀河と質量の関係に関する論文とeFEDS領域ですばる望遠鏡で発見された銀河団(CAMIRA銀河団)のX線スタッキング解析に関する論文を執筆投稿する。

eRASS4の研究に向けて、準備を始める。
必要に応じて適切なメンバーがドイツや日本に1から2ヶ月ほどの長期滞在をする。

コロナウィルスによる弊害のため、本科研費採択期間の大半で長期の滞在が困難であった。そのため、科研費延長を申請し来年度も同研究を遂行する予定である。

Report

(5 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 9 results) Presentation (1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] マックスプランク地球外物理研究所/ボン大学/ルートヴィヒ・マクシミリアン 大学ミュンヘン(ドイツ)

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  • [Journal Article] The eROSITA final equatorial-depth survey (eFEDS): host-galaxy demographics of X-ray AGNs with Subaru Hyper Suprime-Cam2023

    • Author(s)
      Li Junyao、Silverman John D、Merloni Andrea、Salvato Mara、Buchner Johannes、Goulding Andy、Liu Teng、Arcodia Riccardo、Comparat Johan、Ding Xuheng、Ichikawa Kohei、Imanishi Masatoshi、Kawaguchi Toshihiro、Kawinwanichakij Lalitwadee、Toba Yoshiki
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 527 Issue: 3 Pages: 4690-4704

    • DOI

      10.1093/mnras/stad3438

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      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The cosmic web of X-ray active galactic nuclei seen through the eROSITA Final Equatorial Depth Survey (eFEDS)2023

    • Author(s)
      Comparat Johan、Luo Wentao、Merloni Andrea、More Surhud、Salvato Mara、Krumpe Mirko、Miyaji Takamitsu、Brandt William、Georgakakis Antonis、Akiyama Masayuki、Buchner Johannes、Dwelly Tom、Kawaguchi Toshihiro、Liu Teng、Nagao Tohru、Nandra Kirpal、Silverman John、Toba Yoshiki、Anderson Scott F.、Kollmeier Juna
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 673 Pages: A122-A122

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202245726

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      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS). eFEDS X-ray view of WERGS radio galaxies selected by the Subaru/HSC and VLA/FIRST survey2023

    • Author(s)
      Ichikawa Kohei、Yamashita Takuji、Merloni Andrea、Li Junyao、Liu Teng、Salvato Mara、Akiyama Masayuki、Arcodia Riccardo、Dwelly Tom、Chen Xiaoyang、Imanishi Masatoshi、Inayoshi Kohei、Kawaguchi Toshihiro、Kawamuro Taiki、et al.
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 672 Pages: A171-A171

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202244271

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      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS)2023

    • Author(s)
      Ota N.、Nguyen-Dang N. T.、Mitsuishi I.、Oguri M.、Klein M.、Okabe N.、Ramos-Ceja M. E.、Reiprich T. H.、Pacaud F.、Bulbul E.、Bruggen M.、Liu A.、Migkas K.、Chiu I.、Ghirardini V.、Grandis S.、Lin Y.-T.、Miyatake H.、Miyazaki S.、Sanders J. S.
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 669 Pages: A110-A110

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202244260

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS): X-ray Properties and Scaling Relations of Galaxy Clusters and Groups2022

    • Author(s)
      Bahar Y. Emre、Bulbul Esra、Clerc Nicolas、Ghirardini Vittorio、Liu Ang、Nandra Kirpal、Pacaud Florian、Chiu I-Non、Comparat Johan、Ider-Chitham Jacob、Klein Mathias、Liu Teng、Merloni Andrea、Migkas Konstantinos、Okabe Nobuhiro、Ramos-Ceja Miriam E.、Reiprich Thomas H.、Sanders Jeremy S.、Schrabback Tim
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 661 Pages: A7-A7

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202142462

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS):X-ray Observable-to-Mass-and-Redshift Relations of Galaxy Clusters and Groups with Weak-Lensing Mass Calibration from the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program Survey2022

    • Author(s)
      Chiu I-Non、Ghirardini Vittorio、Liu Ang、Grandis Sebastian、Bulbul Esra、Emre Bahar Y.、Comparat Johan、Bocquet Sebastian、Clerc Nicolas、Klein Matthias、Liu Teng、Li Xiangchong、Miyatake Hironao、Mohr Joseph、More Surhud、Oguri Masamune、Okabe Nobuhiro、et al.
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 661 Pages: A11-A11

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202141755

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS). A complete census of X-ray properties of Subaru Hyper Suprime-Cam weak lensing shear-selected clusters in the eFEDS footprint2022

    • Author(s)
      Ramos-Ceja M. E.、Oguri M.、Miyazaki S.、Ghirardini V.、Chiu I.、Okabe N.、Liu A.、Schrabback T.、Akino D.、Bahar Y. E.、Bulbul E.、Clerc N.、Comparat J.、Grandis S.、Klein M.、Lin Y.-T.、Merloni A.、Mitsuishi I.、Miyatake H.、More S.、Nandra K.、Nishizawa A. J.、Ota N.、Pacaud F.、Reiprich T. H.、Sanders J. S.
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: - Pages: A14-A14

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202142214

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS). A multiwavelength view of WISE mid-infrared galaxies/active galactic nuclei2022

    • Author(s)
      Toba Yoshiki、Liu Teng、Urrutia Tanya、Salvato Mara、Li Junyao、Ueda Yoshihiro、Brusa Marcella、Yutani Naomichi、Wada Keiichi、Nishizawa Atsushi J.、Buchner Johannes、Nagao Tohru、Merloni Andrea、Akiyama Masayuki、Arcodia Riccardo、Hsieh Bau-Ching、Ichikawa Kohei、Imanishi Masatoshi、Inoue, Kaiki T.、et al.
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 661 Pages: A15-A15

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202141547

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS): The catalog of galaxy clusters and groups2021

    • Author(s)
      Liu A.、Bulbul E.、Ghirardini V.、Liu T.、Klein M.、Clerc N.、Oezsoy Y.、Ramos-Ceja M. E.、Pacaud F.、Comparat J.、Okabe N.、Bahar Y. E.、et al.
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: - Pages: A2-A2

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202141120

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS): Optical confirmation, redshifts, and properties of the cluster and group catalog2021

    • Author(s)
      Klein M.、Oguri M.、Mohr J. J.、Grandis S.、Ghirardini V.、Liu T.、Liu A.、Bulbul E.、Wolf J.、Comparat J.、Ramos-Ceja M. E.、Buchner J.、Chiu I.、Clerc N.、Merloni A.、Miyatake H.、Miyazaki S.、Okabe N.、Ota N.、Pacaud F.、Salvato M.、Driver S. P.
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: - Pages: A4-A4

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202141123

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Discovery of a supercluster in the eROSITA Final Equatorial Depth Survey: X-ray properties, radio halo, and double relics2021

    • Author(s)
      Ghirardini, V., Bulbul, E., Hoang, D. N., Klein, M., Okabe, N. et al.
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 647 Pages: A4-A4

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202039554

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] “Dependence of AGN fraction on cluster redshift and the distance from the cluster center viewed with Subaru Hyper Suprime-Cam”,2022

    • Author(s)
      Y.Toba
    • Organizer
      COSPAR 2022, Athens, Greece
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      2022 Research-status Report
  • [Remarks] An appetizer to the all-sky banquet

    • URL

      https://www.mpe.mpg.de/7650552/news20210628

    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2019-10-10   Modified: 2024-12-25  

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