2017 Fiscal Year Annual Research Report
Exploring cosmic acceleration with wide-field galaxy redshift surveys
| Project Area | Why does the Universe accelerate? - Exhaustive study and challenge for the future - |
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15H05893
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高田 昌広 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 教授 (40374889)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 直之 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任准教授 (20450182)
岩田 生 国立天文台, ハワイ観測所, 准教授 (40399275)
高橋 龍一 弘前大学, 理工学研究科, 助教 (60413960)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 宇宙の加速膨張 / ダークエネルギー / ダークマター / ニュートリノ質量 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は広天域分光銀河サーベイを念頭に、その宇宙論統計量を用いた宇宙論解析手法の開発し、現在の宇宙の加速膨張の起源を解 明することを目的としている。新学術領域に属する研究者と協力して、宇宙背景放射、銀河イメージングサーベイを包括的に組み合わ せて、宇宙論パラメータを制限する手法を開発している。今年度の成果としては、すばる超広視野カメラHyper Suprime-Cam (HSC) の広天域サーベイの初期データを用いた科学成果について40編の査読論文を日本天文学会欧文研究報告（Publications of the Astronomical Society of Japan: PASJ）の特集号に出版できた。そのなかには、遠方銀河の重力レンズ効果の測定と各銀河までの測光的赤方偏移の測定を組み合わせ、これまでにない大きな領域においてダークマターの3次元分布を復元した成果がある（Oguri et al. 2018）。また、大規模な数値宇宙論データの構築にも取り組んでおり、その数値データを実際のスローン・ディジタル・スカイ・サーベイの宇宙論観測量と比較し、銀河団のダークマター質量と観測量の関係を導出することができた（Murata et al. 2018）。この研究は業界で注目されている。この手法を用い、ダークエネルギーのパラメータ、ニュートリノ質量の制限を導出する予定である。
赤外カメラの開発については、プリンストン大学、ジョンズホプキンス大学の研究者らと協力して、Teledyne社から近赤外線検出器 H4RGのサイエンスグレードを購入し、検出器の性能評価を進めている。具体的には、検出器の制御システムおよび画像データ解析ソ フトを開発・改良し、動作確認、各ピクセルの電荷許容量、バッドピクセルマップなど基本的な性能を確認している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新学術領域の研究者と協力して、宇宙の加速膨張の起源を解明するための研究が着実に進めることができている。昨年度中にすばる望遠鏡最大規模の大型プロジェクトであるHSCサーベイのデータを高精度で解析し、較正済み画像、天体カタログ(星、銀河 )、物理量の測定量(位置、各フィルターでの光度、形状)を全世界に公開することができた(2017年2月28日)。このHSCデータを用い、宇宙の大規模構造による遠方銀河像に引き起こされる弱重力レンズ効果を測定し、その宇宙論解析が進んでいる。過去の宇宙背景放射の研究結果などにバイアスされないように、真の天体カタログと変更した天体カタログを用意し、また宇宙論パラメータの解析ではその結果について数値を見ない、というブラインド解析の作業過程を整備し、慎重な議論の下、宇宙論解析を進めている。HSCデータの宇宙論成果については、2018年度中には発表できる予定である。この結果は世界で注目される結果であり、特にPlanck宇宙背景放射とすばるHSC重力レンズ効果が示唆する宇宙論モデルに矛盾がないか、統計的に有意な矛盾があれば、それが示唆する新しい物理的効果は何か、などを探ることが必要になるだろう。また、数値宇宙論のデータベースの開発、整備も順調に進んでいる。このデータベースと統計の機会学習を組み合わせることにより、N体シミュレーションを走らせることなしに、広天域銀河サーベイデータから得られる宇宙論統計量を高速かつ高精度で予言できるエミュレータを開発する。その成果については2018年度中には論文にまとめることが出来る予定である。
赤外線カメラの開発についても、非常に需要の高い高精度近赤外検出器H4RGをTeledyne社から購入でき、性能評価を行うことができ た。プリンストン大学の研究者と連携して、この赤外線カメラの開発についても計画通りに進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の目的は、銀河のイメージング・分光サーベイのデータを用い、宇宙の加速膨張の物理を究明することである。HSCデータの銀河カタログを用い、宇宙論統計量の測定、理論モデルと比較する宇宙論解析を進める。この際、上述したように、説得力ある結果を得るために、素粒子実験で行われているようなブラインド解析を導入し、慎重に進める。宇宙の大規模構造による重力レンズの高精度観測から得られる宇宙パラメータの導出の研究成果を2018年度中に発表する。その研究成果を発表したあとは、主要な国際会議で積極的に宣伝する。また、過去の宇宙背景放射や他の広天域銀河サーベイの宇宙論成果との比較を行い、それぞれの研究グループと意見交換、共同研究の可能性を探る。大規模数値宇宙論のデータベースの整備についても、2018年度中には査読論文を発表する。本計画研究の研究者が中心となり、これらの研究を進める。
赤外線カメラの開発についても、引き続きプリンストン大学、ジョンズホプキンス大学の研究者らと綿密に連携して、開発を進める 。
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[Journal Article] Sumo Puff: Tidal debris or disturbed ultra-diffuse galaxy?2017
Author(s)
Greco Johnny P、Greene Jenny E、Price-Whelan Adrian M、Leauthaud Alexie、Huang Song、Goulding Andy D、Strauss Michael A、Komiyama Yutaka、Lupton Robert H、Miyazaki Satoshi、Takada Masahiro、Tanaka Masayuki、Usuda Tomonori
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Journal Title
Publications of the Astronomical Society of Japan
Volume: 70
Pages: S19 (10 pages)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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