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X-ray analysis of galaxy clusters with the eROSITA all-sky survey and its application to cosmology

Research Project

Project/Area Number 20K04027
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 16010:Astronomy-related
Research InstitutionNara Women's University

Principal Investigator

太田 直美  奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (40391891)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords銀河団 / 精密宇宙論 / X線天文学 / 質量関数 / ダークマター / ダークエネルギー / X線天文学
Outline of Research at the Start

銀河団は宇宙最大の天体であり、その形成や進化を理解することは、宇宙そのものの進化を理解することに役立つ。どのような質量の銀河団がいくつあるかを様々な距離に渡って精密に測定できれば、宇宙論モデルに制限をつけることができる。特に、最大の謎であるダークエネルギーの性質の解明に向けて新たな手がかりが得られると期待される。本研究では、2019年7月に打ち上げられたSRG衛星搭載eROSITA検出器による過去最大のX線全天サーベイを利用して、多数の銀河団のX線データを統一的に解析し、高精度の質量関数測定を実現することを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

銀河団は宇宙最大の天体であり、その形成や進化を理解することは、宇宙そのものの進化を理解することに役立つ。どのような質量の銀河団がいくつあるかを様々な距離に渡って精密に測定できれば、宇宙論モデルに制限をつけることができる。特に、最大の謎であるダークエネルギーの性質の解明に向けて新たな手がかりが得られると期待される。本研究では、SRG衛星搭載eROSITA望遠鏡による過去最大のX線全天サーベイを利用して、多数の銀河団のX線データを統一的に解析し、高精度の質量関数測定につなげることを目指している。今年度は、eROSITAのeFEDSサーベイ領域にある約千個の銀河団を対象として、X線データ解析を行った。サンプルの大多数を占める小規模天体は暗いため、似たような距離や銀河数をもつ天体毎にグループ分けし、スタッキング解析を実行して平均X線光度を求めた。ここでは、従来の単純な方法と異なり、個々の天体の距離やガス温度の違いを取り込むための手法を検討した。一般に、小規模天体は銀河数が少なく、ガス温度も低い傾向がある。またX線放射率はガス温度によって変わり、温度の低い天体ではその依存性が無視できなくなる。そのため、銀河数を指標として天体の規模も考慮して放射率を見積もることで、光度推定の精度改善を図った。このような検討から、精度良く銀河団の平均光度を求め、この測定値をすばる望遠鏡による重力レンズ効果の観測と組み合わせて、質量光度関係やリッチネス光度関係といったスケーリング則を導出した。この研究成果をもとに投稿論文を準備中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

eROSITA望遠鏡の初期サーベイ領域にある約千個の銀河団について、X線スタッキング解析の手法を検討して精度良く光度を導出し、可視光データと組み合わせて銀河団スケーリング則の解析を終えることができたため。

Strategy for Future Research Activity

まず、eFEDSサーベイ領域の約千個の銀河団のX線スタッキング解析結果を投稿論文にまとめて発表する。次に、同サンプルについて主成分解析を行い、銀河団質量スケール則の赤方偏移進化の有無や分散の起源を特定する。過去の観測や理論計算と比較し、考察を進める。また、これまでの研究期間を通じて得た結果の総まとめを行う。

Report

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

    (21 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 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: 8 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

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  • [Journal Article] The eROSITA view of the Abell 3391/95 field2024

    • Author(s)
      Veronica Angie、Reiprich Thomas H.、Pacaud Florian、Ota Naomi、Aschersleben Jann、Biffi Veronica、Bulbul Esra、Clerc Nicolas、Dolag Klaus、Erben Thomas、Gatuzz Efrain、Ghirardini Vittorio、Kerp J?rgen、Klein Matthias、Liu Ang、Liu Teng、Migkas Konstantinos、Ramos-Ceja Miriam E.、Sanders Jeremy、Spinelli Claudia
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 681 Pages: A108-A108

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202347037

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  • [Journal Article] The SRG/eROSITA all-sky survey2024

    • Author(s)
      Merloni A. et al., (145 authors; K. Tsuge 134th)
    • Journal Title

      Astronomy and Astrophysics

      Volume: 682 Pages: A34-A34

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202347165

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  • [Journal Article] AGN number fraction in galaxy groups and clusters at z > 1.4 from the Subaru Hyper Suprime-Cam survey2023

    • Author(s)
      Hashiguchi Aoi、Toba Yoshiki、Ota Naomi、Oguri Masamune、Okabe Nobuhiro、Ueda Yoshihiro、Imanishi Masatoshi、Yamada Satoshi、Goto Tomotsugu、Koyama Shuhei、Lee Kianhong、Mitsuishi Ikuyuki、Nagao Tohru、Nishizawa Atsushi J、Noboriguchi Akatoki、Oogi Taira、Sakuta Koki、Schramm Malte、et al.
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 75 Issue: 6 Pages: 1246-1261

    • DOI

      10.1093/pasj/psad066

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    • 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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  • [Journal Article] X-ray studies of the Abell 3158 galaxy cluster with eROSITA2022

    • Author(s)
      Whelan B.、Veronica A.、Pacaud F.、Reiprich T. H.、Bulbul E.、Ramos-Ceja M. E.、Sanders J. S.、Aschersleben J.、Iljenkarevic J.、Migkas K.、Freyberg M.、Dennerl K.、Kara M.、Liu A.、Ghirardini V.、Ota N.
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 663 Pages: A171-A171

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202141621

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  • [Journal Article] The eROSITA view of the Abell 3391/95 field: Case study from the Magneticum cosmological simulation2022

    • Author(s)
      Biffi Veronica、Dolag Klaus、Reiprich Thomas H.、Veronica Angie、Ramos-Ceja Miriam E.、Bulbul Esra、Ota Naomi、Ghirardini Vittorio
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 661 Pages: A17-A17

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202141107

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    • Peer Reviewed / Open Access / 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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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS)2022

    • Author(s)
      Ghirardini Vittorio、Emre Bahar Y.、Bulbul Esra、Liu Ang、Clerc Nicolas、Pacaud Florian、Comparat Johan、Liu Teng、Ramos-Ceja Miriam E.、Hoang Duy、Ider-Chitham Jacob、Klein Matthias、Merloni Andrea、Nandra Kirpal、Ota Naomi、Predehl Peter、Reiprich Thomas H.、Sanders Jeremy、Schrabback Tim
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 661 Pages: A12-A12

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202141639

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    • 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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  • [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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  • [Journal Article] Hundreds of weak lensing shear-selected clusters from the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program S19A data2021

    • Author(s)
      Oguri, Masamune ; Miyazaki, Satoshi ; Li, Xiangchong; Luo, Wentao ; Mitsuishi, Ikuyuki ; Miyatake, Hironao ; More, Surhud ; Nishizawa, Atsushi J.; Okabe, Nobuhiro; Ota, Naomi; Plazas Malagテウn, Andrテゥs A.; Utsumi, Yousuke
    • Journal Title

      PASJ

      Volume: 73 Issue: 4 Pages: 817-829

    • DOI

      10.1093/pasj/psab047

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    • Author(s)
      Miller, Eric, Ota, Naomi, Xrism Science Team
    • Organizer
      AAS High Energy Astrophysics Division meeting #20
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  • [Presentation] HSC-SSP領域にある高赤方偏移銀河団のスケーリング関係と力学的進化2022

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      吉本愛使, 太田直美, 三石郁之, 作田皓基, 大栗真宗, 岡部信広, 鳥羽儀樹, 浜名崇, 宮崎総, 他HSC銀河団コラボレーション
    • Organizer
      日本天文学会2022秋季年会
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      作田皓基, 志村拓馬, 三石郁之, 浜名崇, 宮崎聡, 大栗真宗, 太田直美, 岡部信広, 赤松弘規, 上田周太朗, 田中桂悟, 他HSC銀河団コラボレーション
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      作田皓基, 志村拓馬, 三石郁之, 浜名崇, 宮崎聡, 大栗真宗, 太田直美, 岡部信広, 赤松弘規, 上田周太朗, 田中桂悟, 他HSC銀河団コラボレーション
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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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