超新星背景ニュートリノにおけるスターバースト銀河とブラックホール形成の寄与

• Project Area: Gravitational wave physics and astronomy: Genesis
• Project/Area Number: 18H04578
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 安藤 真一郎 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 客員科学研究員 (80791970)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: 超新星爆発 / ニュートリノ / ブラックホール形成 / スターバースト銀河

Outline of Annual Research Achievements

2018年度に確立した、高エネルギーニュートリノのデータを角パワースペクトルを用いることで解析する手法を用いて、銀河ハローおよび系外ハローの暗黒物質の崩壊を起源とするニュートリノ放射に対する制限を求めた。南極のIceCubeニュートリノ望遠鏡によって検出されたニュートリノのエネルギースペクトルを解析すると、その起源が二つ以上あることが示唆されており、低エネルギー側のイベントが暗黒物質起源である可能性が指摘されている。そのため、ここではその主張をニュートリノの方向分布だけを用いることで、どれだけ検証できるかを議論した。また将来計画であるKM3NeTやIceCube-Gen2を用いることにより、この主張をはっきりと検証できることを示した。結果は"Probing dark matter signals in neutrino telescopes through angular power spectrum"という表題の論文にまとめ、現在査読中である。
超新星背景ニュートリノの過去の見積もりを拡張すべく、星形成銀河、およびスターバースト銀河の光度関数を用いた新しい手法を確立し、従来のフラックス予言を書き換えた。さらにはこの定式化に含まれるモデル化に伴う不定性に関してもこの分野において成し遂げられたことのないレベルでの議論を展開しており、検出可能性の議論も含めて現在論文を執筆中である。
なお、期間中に超新星爆発に関するワークショップをイギリス、エクセター大学において開催し、共同研究者を一度に集め、プロジェクトに関する議論を綿密に進めた。また複数の国際会議に出席し、本研究計画の成果報告をおこなった。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] アムステルダム大学(オランダ)
• [Journal Article] Angular power spectrum analysis on current and future high-energy neutrino data (2019)
  • Author(s): Dekker Ariane、Ando Shin'ichiro
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics Volume: 2019 Issue: 02 Pages: 002-002
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2019/02/002
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Constraints on MeV dark matter using neutrino detectors and their implication for the 21-cm results (2018)
  • Author(s): Klop Niki、Ando Shin’ichiro
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 98 Issue: 10 Pages: 103004-103004
  • DOI: 10.1103/physrevd.98.103004
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Is a Universal IMF Adequate for the Diffuse Supernova Neutrino Background? (2020)
  • Author(s): Thomas Edwards
  • Organizer: The Third Annual Area Symposium: Gravitational Wave Genesis
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Astrophysical neutrino theory (2019)
  • Author(s): 安藤真一郎
  • Organizer: Prospects in Neutrino Physics
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Constraints on MeV dark matter using neutrino detectors and their implication for the 21-cm results (2018)
  • Author(s): Niki Klop
  • Organizer: TeV Particle Astrophysics
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Diffuse supernova neutrino background, starburst galaxies, and black hole formation (2018)
  • Author(s): 安藤真一郎
  • Organizer: Deciphering multi-dimensional nature of core-collapse SuperNovae via gravitational-wave and neutrino signatures
  • Int'l Joint Research
• [Funded Workshop] 16th Rencontres du Vietnam: Theory meeting experiments (TMEX-2020) (2020)
• [Funded Workshop] Workshop on core-collapse supernova explosions and related physics (2019)