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Constraining sum of neutrino masses through cluster gravitational lensing measurements with multi-wavelength data

Publicly Offered Research

Project AreaExploration of Particle Physics and Cosmology with Neutrinos
Project/Area Number 19H05100
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

宮武 広直  名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 准教授 (20784937)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords宇宙論銀河団 / 観測的宇宙論 / CMBレンズ効果 / ニュートリノ / 銀河団 / 光赤外天文学 / 宇宙マイクロ波背景放射 / 観測的
Outline of Research at the Start

本研究では、すばる望遠鏡の新広視野主焦点カメラHyper Suprime-Cam (HSC)で取得した光赤外波長域のデータと、Advanced Atacama Cosmology Telescope (AdvACT)で取得した宇宙マイクロ波背景放射のデータを組み合わせることにより、近傍から遠方までの銀河団の質量を正確に測定し、各質量・各赤方偏移における銀河団の個数を数え上げることによって、ニュートリノ全質量に制限を付けることを目指す。本研究は、観測的宇宙論と素粒子物理学を、観測・実験の観点から融合させる先駆的研究である。

Outline of Annual Research Achievements

すばる望遠鏡Hyper Suprime-Cam(HSC)で検出された高赤方偏移の銀河団サンプルによる重力レンズ効果をAdvanced Atacama Cosmology Telescope (AdvACT)で観測された宇宙マイクロ波背景放射のデータを背景光として測定した。z~1の高赤方偏移銀河団サンプルにおいても有意な信号が測定され、その信号から銀河団サンプルの質量を推定した。さらに、銀河団をメンバー銀河の個数でサブサンプルに分け、それぞれのサブサンプルで質量を測定することで、メンバー銀河の個数-銀河団質量の関係を導出した。これは、銀河を光源として用いた重力レンズ測定による結果(Murata et al., 2019, PASJ, 71, 107)と整合的であった。この成果は研究室の大学院生の修士論文として発表し、投稿論文を執筆中である。
加えて、HSCで検出されたz~4の約150万個の遠方銀河サンプルによるCMB重力レンズ効果をPlanck衛星のデータを用いて、昨年度測定した信号の解釈を進めるため、遠方銀河サンプルに混入している近傍銀河による重力レンズ信号、宇宙赤外背景放射などの系統誤差を評価・補正した上で、この銀河サンプルの質量を得た。その質量は、この銀河サンプルのクラスタリング信号による推定(Harikane et al., 2018, PASJ, 70, S11)と無矛盾であった。さらにこのクラスタリング信号と重力レンズ信号を組み合わせることで、世界で初めてz~4の大規模構造を用いた宇宙論パラメータ、具体的には宇宙の物質のエネルギー密度Omega_mと宇宙構造の凸凹の程度sigma_8の制限を得た。この結果を論文にまとめて投稿した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Princeton University(米国)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Perimeter Institute(カナダ)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Princeton University(米国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of Toronto(カナダ)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Research Activities at Nagoya / Kavli IPMU / Kyoto2021

    • Author(s)
      Hironao Miyatake
    • Organizer
      International Symposium of JSPS Core-to-Core program “DMNet”
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] CMB Lensing Measurement of Distant Galaxy Clusters and Galaxies Detected by the Subaru HSC2020

    • Author(s)
      Hironao Miyatake
    • Organizer
      新学術領域「ニュートリノで拓く素粒子と宇宙」研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Towards total neutrino mass constraints through multi-wavelength gravitational lensing measurements2019

    • Author(s)
      宮武広直
    • Organizer
      新学術領域「ニュートリノで拓く素粒子と宇宙」研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Weak Lensing Cosmology fromthe Subaru Hyper Suprime-Cam Survey First Year Data2019

    • Author(s)
      宮武広直
    • Organizer
      セミナー 於 千葉大学
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2022-12-28  

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