弱い重力レンズ・X線・光学解析による銀河団の形成・進化の解明

• Project/Area Number: 20740099
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 岡部 信広 Tohoku University, 理学(系)研究科(研究院), 研究員 (00436073)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2010: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2009: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2008: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 宇宙物理 / 天文 / 光学赤外線天文学 / X線天文学

Research Abstract

研究代表者は、弱い重力レンズ解析・光学解析・X線解析を用いて銀河団の系統的研究を行い現在(平成22年4月9日)までに6本の論文を受理、5本の論文を提出した。特筆すべき成果について3点のみ記述する。(1)すざくX線衛星を用いた銀河団外縁部の観測と光学・レンズ解析によって、銀河団外縁部ガスの温度と周囲の宇宙論的環境との相関の発見である。高温領域は大規模構造と接しており、低温領域は銀河がほとんどいないヴォイド方向と接していた。本研究は銀河団が宇宙論的環境の中でどのように成長・進化をしているのかを示した極めて重要な論文である。(2)約20個の銀河団を用いて銀河団の扁平率の直接測定を行った。銀河団の質量の大部分を占める暗黒物質は目に見ることができないため、重力の物理を用いたレンズ解析によってのみ、その形を直接検出することが可能となる。現在の標準モデルである、冷たい暗黒物質による階層的構造形成モデルに基づく扁平率と観測量が一致した。本結果は暗黒物質の素粒子的性質に対する現在の標準的な考え方を強く支持する全く新しい証拠となり、また、このような暗黒物質分布の「ゆがみ」からその正体にせまる可能性を初めて示した点で重要な結果と言える(3)銀河団は今も小さな構造が落ちてきており、銀河団の巨大な潮汐力によってその構造ははぎ取られ、銀河団の一員となることが考えられている。近傍の乙女座銀河団に対して弱い重力レンズ解析を行い、これら銀河団のサブ構造の質量を測定し、その大きさが主銀河団の質量によって計算される潮汐半径と一致することを発見した。本研究は、従来レンズ解析が出来ると思われていなかった銀河団のサブ構造ですらレンズ解析が可能であり、同時にそれらをより統計的に調べることによって、宇宙論の検証に応用できることを示したという点で重要な論文である。

Research Products

• [Journal Article] LoCuSS : A Comparison of Cluster Mass Measurements from XMM-Newton and Subaru-Testing Deviation from Hydrostatic Equilibrium and Non-Thermal Pressure Support (2010)
  • Author(s): Y.-Y.Zhang, N., Okabe, et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal 711 Pages: 1033-1043
  • NAID: 120006554902
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Weak Lensing Mass Measurements of Substructures in COMA Cluster with Subaru/Suprime-Cam (2010)
  • Author(s): N., Okabe, Y.Okura, T., Futamase
  • Journal Title: The Astrophysical Journal 713 Pages: 291-303
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Suzaku Observation of Abell 1689 : Anisotropic Temperature and Entropy Distributions Associated with the Large-Scale Structure (2010)
  • Author(s): M., Kawaharada, N., Okabe, et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal 714 Pages: 423-441
  • NAID: 10027892758
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct measurement of dark matter halo ellipticity from two-dimensional lensing shear maps of 25 massive clusters (2010)
  • Author(s): M., Oguri, M., Takada, N., Okabe, et al.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Mass Structure of the Galaxy Cluster Cl0024+1654 from a Full Lensing Analysis of Joint Subaru and ACS/NIC3 Observations (2010)
  • Author(s): K., Umetsu, et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal 714 Pages: 1470-1496
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] LoCuSS : Luminous infrared galaxies in the merging cluster Abell 1758 at z=0.28 (2009)
  • Author(s): C.P.Haines, et al.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 396 Pages: 1297-1307
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] LoCuSS : Comparison of Observed X-ray and Lensing G alaxy Cluster Scaling Relations with Simulations (2008)
  • Author(s): Y.-Y. Zhang, et.al.
  • Journal Title: Astronomy and Astrophysics 482 Pages: 451-472
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Suzaku Observation of the Ophiuchus Galaxy Cluster : One of the Hottest Cool Core Clusters (2008)
  • Author(s): Y.Fujita et.al
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan 60 Pages: 1133-1142
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Subaru Weak Lensing Study of Seven Merging Clusters : Distributions of Mass and Baryons (2008)
  • Author(s): N. Okabe and K. Umets
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan 60 Pages: 345-375
  • NAID: 10023952360
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Suzaku Observation of Abell 1689 : Anisotropic Temperature and Entropy Distributions Associated with the Large-Scale Structure (2010)
  • Author(s): 岡部信広
  • Organizer: 日本天文学会 2010年 春季年会
  • Place of Presentation: 山口大学
• [Presentation] X線と弱重力レンズによるZwCl0823.2+0425銀河団周辺の大規模構造フィラメントの解析 (2010)
  • Author(s): 渡邉瑛里
  • Organizer: 日本天文学会 2010年 春季年会
  • Place of Presentation: 山口大学
• [Presentation] Weak Lensing Mass measurements of Substructures in COMA cluster with Subaru/Suprime-Cam (2009)
  • Author(s): 岡部信広、大倉悠貴、二間瀬敏史
  • Organizer: 日本天文学会春期年会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2009-03-26
• [Presentation] LoCuSS : Subaru Weak Lensing Study of Galaxy Clusters (2009)
  • Author(s): 岡部信広
  • Organizer: 日本天文学会 2009年 秋季年会
  • Place of Presentation: 山口大学
• [Presentation] X線と弱重力レンズによるZwCl0823.3+4250銀河団周辺の大規模構造フィラメントの解析 (2009)
  • Author(s): 渡邉瑛里
  • Organizer: 日本天文学会 2009年 秋季年会
  • Place of Presentation: 山口大学
• [Remarks]
  • URL: http://www.asiaa.sinica.edu.tw/~okabe/
• [Remarks]
  • URL: http://www.astrtohoku.ac.jp/?okabe/pub-e.html