2015 Fiscal Year Research-status Report
宇宙論的観測による宇宙初期の構造形成物理の検証の研究
| Project/Area Number |
15K17646
|
|---|
| Research Institution | Nagoya 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) |
2015-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 宇宙再電離 / 大規模構造形成 / 宇宙マイクロ波背景放射 / 円偏光 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、宇宙の構造形成史における初期段階、暗黒物質ハローの形成に注目し研究を行った。近年、宇宙初期に存在するバリオンと暗黒物質との相対速度差がハロー形成に重要な影響を与えるのではないかと指摘されている。宇宙初期のハロー形成は宇宙再電離史において重要な要因であるが、この相対速度差のハローの質量関数への影響は大規模数値シミュレーションを用いてのみ評価されてきた。そこで我々は、この相対速度の影響を解析的に評価するために、ハロー形成の解析的手法の一つである球対称崩壊モデルを応用し相対速度差の影響を取り入れたハローの質量関数を導いた。これにより、数値シミュレーションではシミュレーションの分解能の問題により調べることができなかった、小質量のハローにおいてもその影響を評価することが可能となった。
また、初代星の超新星爆発による宇宙マイクロ波背景放射 (CMB) の円偏光の生成の研究も行った。宇宙標準模型ではCMBの円偏光源は無いため、円偏光に関しての理論的研究はほぼなされてこなかった。しかし、CMBは直線偏光されているため、磁場を帯びた非常にエネルギーの高い電子ガスを通過すると、直線偏光が円偏光へと変更 (ファラデーコンバージョン) される。このような電子ガスの候補として初代星の超新星爆発が挙げられる。そこで、いくつかの初代星シナリオのもと、生成されるCMBの円偏光の計算をおこなった。その結果、質量の重い初代星が非常に活発生成される状況であるなら、直線偏光の10%以上が円偏光に変換されることを示した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度に実施予定であった「初代星からの21cmシグナルの研究」に関しては未達であり現在進行中である。しかしながら、それに関連する周辺分野においていくつかの副次的な成果を出すことができ、さらに翌年度に行う予定であった研究のいくつかを遂行することができた。これらの成果は、順調に複数の論文として出版するに至った。
|
| Strategy for Future Research Activity |
現在進行中である「初代星からの21cmシグナルの研究」の研究を精力的に進める。また、本年度にモデル化した初代星の超新星残骸モデルを用い、将来の宇宙論的観測によりこの超新星残骸の検出可能性を議論し、初代星の物理的性質にどこまで迫れるかを検討する。またこのほかにも、暗黒物質の素粒子的性質と宇宙大規模構造形成史の関連性の研究を行い、将来の宇宙論的観測を用いてどこまで暗黒物質の性質についての制限の研究をすすめる。
|
| Causes of Carryover |
予定していた国際研究会への参加を、病気によりキャンセルしたため。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究成果発表のための国際会議に複数回参加予定である。また、国際共同研究のための研究打ち合わせも複数回予定している。
|
