2021 Fiscal Year Annual Research Report
Exploring dark matter with Subaru spectroscopic observations
| Project Area | What is dark matter? - Comprehensive study of the huge discovery space in dark matter |
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| Project/Area Number |
20H05855
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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)
石垣 美歩 国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (30583611)
砂山 朋美 名古屋大学, 理学研究科, 学振特別研究員(PD) (30794010)
高遠 徳尚 国立天文台, ハワイ観測所, 教授 (50261152) [Withdrawn]
高橋 龍一 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (60413960)
岡本 桜子 国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (80823377)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Keywords | ダークマター / アクシオン / 原始ブラックホール / 矮小銀河 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
すばる超広視野多天体分光器Prime Focus Spectrograph (PFS)は、広い視野に渡り、約2400個の天体を同時に分光観測ができる極めてユニークな装置である。 天の川銀河に存在する星々は、重力場に従い固有運動をしているが、その視線方向の速度は分光観測によってのみ測定できる。逆に、多数の星の空間分布および視線速度を測定することにより、星々の運動が従う重力場を復元することが可能になる。我々の天の川銀河のハロー領域 (外縁部) に存在する、ダークマターが卓越する矮小銀河のメンバー星の個々のすばるPFS分光観測から視線方向の速度を測定し、重力場、つまりダークマターの空間分布を復元する。2021年度に進める予定であった、専任の博士研究員を雇用し、すばるデータの解析ソフトウェアの開発の研究について、コロナ禍の影響で人材を確保できなかった。2021年度は、プリンストン大学の研究者との共同研究により、大規模銀河分光データを念頭に、非線形構造形成の影響を抑えた銀河クラスタリング統計量を測定する手法を開発した。コロナ禍の厳しい状況下でも、本研究グループ、プリンストン大学、ジョンズホプキンス大学の研究者と協力して、すばるPFS分光器の購入、開発を行うことができた。また、共同研究会議についてもオンラインで行い、PFS観測の計画、解析手法の検討・開発を進めることができた。理論的研究成果としては、ダークマター候補の一つである原始ブラックホールの研究を進めることができた。
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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
コロナ禍の厳しい状況のなかでも、オンライン会議を通して、装置開発、理論研究、プロジェクトを推進することができた。理論研究については、計画しているすばるPFS広天域サーベイから得られる銀河クラスタリング統計量について、プリンストン高等研究所の研究者らと協力して、正確な理論モデルを構築することができた。プリンストンの研究者は当該分野で活躍する一流研究者であり、共同研究の基盤を確立できたことは大きい。装置開発・整備の研究では、本計画研究の研究者、プリンストン大学、ジョンズホプキンス大学、台湾中央研究院天文及天文物理研究所の研究者と協力し、可視光分光器モジュールカメラ、主焦点装置制御・較正システムを開発する研究を進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
コロナ禍の影響で、本研究に専任的に従事する博士研究員を確保できなかった。また、対面での会議、研究打ち合わせ、開発の研究を進めることができなかった。2022年度には、博士研究員を雇用し、すばるデータあるいは関連データの解析ソフトウェアを開発する研究員を雇用する。また、コロナが収束次第、あるいは渡航制限が緩和され次第、対面が必要な研究を加速的に進める。
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