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宇宙論的中性水素の21cm線で探る初代星の物理とその後の構造形成史

Research Project

Project/Area Number 26887020
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

田代 寛之  名古屋大学, PhD登龍門推進室(理), 講師 (40437190)

Project Period (FY) 2014-08-29 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords宇宙論 / 初代星 / 電波天文 / 磁場
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、宇宙論的21cm線を用いて初代星に関連する物理をどの程度まで明らかにできるのかを理論的に評価することが目的である。
そのため本年度は、初代星物理において最も高エネルギーな現象、初代星の超新星に注目し、その爆発による宇宙論的21cm線のシグナルの理論的予言をおこなった。その結果、超新星爆発としての現象は短時間であっても、その後、超新星残骸として輝き続けるため、長時間の間(具体的には100万年くらい)超新星残骸特有の21cm線シグナルが現れることを示した。また、超新星爆発は初代星質量によっているため、シグナルの空間的広がりが初代星の質量に関連づけれる可能性があることを示した。これらの成果は英国王立天文学会による学術誌(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)で発表すべく、投稿準備中である。
またこれに並行して、初代星の形成史に非常に影響をあたえる宇宙初期磁場に関する研究もおこなった。具体的には、ガンマ線観測望遠鏡Fermiの観測データを用いた宇宙論的スケールの磁場への強度制限や、初期宇宙インフレーションモデルにおける磁場生成の可能性の研究をおこなった。これらの成果は全て英語学術誌において発表された。
そのほかにも、宇宙論的21cm線を用いたダークマターの素粒子論的性質に関する研究も行い、その中では、初代星の形成にどのような影響を与えるかを議論した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Parity-odd correlators of diffuse gamma-rays and intergalactic magnetic fields2015

    • Author(s)
      Hiroyuki Tashiro, Tanmay Vachaspati
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 448 Issue: 1 Pages: 299-306

    • DOI

      10.1093/mnras/stu2736

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Search for CP violating signature of intergalactic magnetic helicity in the gamma-ray sky2014

    • Author(s)
      Hiroyuki Tashiro, Wenlei Chen, Francesc Ferrer, Tanmay Vachaspati
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      Volume: 445 Issue: 1 Pages: L41-L45

    • DOI

      10.1093/mnrasl/slu134

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Constraining warm dark matter with 21 cm line fluctuations due to minihalos2014

    • Author(s)
      Toyokazu Sekiguchi, Hiroyuki Tashiro
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      Volume: 8 Issue: 08 Pages: 007-007

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2014/08/007

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effects of dark matter-baryon scattering on redshifted 21 cm signals2014

    • Author(s)
      Hiroyuki Tashiro, Kenji Kadota, Joseph Silk
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 90 Issue: 8

    • DOI

      10.1103/physrevd.90.083522

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 中性水素21cm線で探る宇宙再電離史2015

    • Author(s)
      田代 寛之
    • Organizer
      初代星・初代銀河研究会2015
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2015-01-19 – 2015-01-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 宇宙ガンマ線背景放射で探る宇宙論的磁場のヘリシティ2014

    • Author(s)
      田代 寛之
    • Organizer
      第3回観測的宇宙論ワークショップ
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2014-11-26 – 2014-11-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 宇宙ガンマ線背景放射にみる CP 対 称性の破れの兆候2014

    • Author(s)
      田代 寛之
    • Organizer
      日本天文学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      山形
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-09-09   Modified: 2016-06-01  

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