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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Precise Measurement of Galaxy Cluster Mass via Weak Gravitational Lensing for Neutrino Mass and Dark Energy

Research Project

Project/Area Number 17J00658
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

村田 龍馬  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Keywords銀河団 / ダークマター / 宇宙の大規模構造 / 弱い重力レンズ効果 / すばる望遠鏡 / Hyper Suprime-Cam(HSC) / 観測的宇宙論 / ダークエネルギー
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、すばる望遠鏡のHSCから検出された銀河団の、跳ね返り半径(splashback radius)の研究に取り組んだ。筆頭著者として、成果を論文にまとめ、PASJに投稿し受理された。6年前に、高解像度シミュレーションから、銀河団に対応するダークマターハローにおける微分係数の極値から定義される密度が急激に変化する半径が、ダークマターなどの物質が典型的に脱出できない物理的半径に対応することが指摘され、跳ね返り半径と名付けられた。5年前から、他の望遠鏡であるSDSSとDESから測定された銀河団の跳ね返り半径は、弱重力レンズ信号の大きさと標準ΛCDM宇宙論モデルからの予測値より有意に20%ほど小さいことが知られていた。そのため、この数年間、標準モデルを超えた、自己相互作用するダークマターや修正重力理論、ダークエネルギーの性質で説明しようとする研究が盛んに行われてきた。私は、私の前年度の研究成果である弱重力レンズ効果による銀河団質量の測定結果を用い、すばる望遠鏡から検出された銀河団の跳ね返り半径を測定し予測値と比べた。すばる望遠鏡の深いデータによって、従来の研究成果より遠くの銀河団の跳ね返り半径への制限を加えた。しかし、従来研究とは異なり、本研究で測定された跳ね返り半径は、標準モデルの予測値と良い精度で一致した。SDSSとDESで使われていた銀河団検出アルゴリズムは、HSCで使われているものと異なるため、これらの違いが影響している可能性があった。そのため、私は、シミュレーション上に模擬銀河サンプルを作成し、新しく開発した手法で観測における系統誤差を調べたところ、従来研究における20%のずれは、観測の系統誤差で説明できることを世界で初めて示すことに成功した。つまり、跳ね返り半径の観測データは、標準ΛCDM宇宙論モデルの範囲で十分に説明できることを、世界で初めて示すことに成功した。

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

    (7 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] Inter-University Center(インド)

    • Country Name
      INDIA
    • Counterpart Institution
      Inter-University Center
  • [Int'l Joint Research] Carnegie Mellon University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Carnegie Mellon University
  • [Int'l Joint Research] Academia Sinica(その他の国・地域)

    • Country Name
      その他の国・地域
    • Counterpart Institution
      Academia Sinica
  • [Journal Article] The splashback radius of optically selected clusters with Subaru HSC Second Public Data Release2020

    • Author(s)
      Murata Ryoma、Sunayama Tomomi、Oguri Masamune、More Surhud、Nishizawa Atsushi J、Nishimichi Takahiro、Osato Ken
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1093/pasj/psaa041

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Richness-to-Mass Relation of CAMIRA Galaxy Clusters from Weak-lensing Magnification in the Subaru Hyper Suprime-Cam Survey2020

    • Author(s)
      Chiu I-Non、Umetsu Keiichi、Murata Ryoma、Medezinski Elinor、Oguri Masamune
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The mass-richness relation of optically selected clusters from weak gravitational lensing and abundance with Subaru HSC first-year data2019

    • Author(s)
      Murata Ryoma、Oguri Masamune、Nishimichi Takahiro、Takada Masahiro、Mandelbaum Rachel、More Surhud、Shirasaki Masato、Nishizawa Atsushi J、Osato Ken
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 71(5) Pages: 107

    • DOI

      10.1093/pasj/psz092

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Dark Quest. I. Fast and Accurate Emulation of Halo Clustering Statistics and Its Application to Galaxy Clustering2019

    • Author(s)
      Nishimichi Takahiro、Takada Masahiro、Takahashi Ryuichi、Osato Ken、Shirasaki Masato、Oogi Taira、Miyatake Hironao、Oguri Masamune、Murata Ryoma、Kobayashi Yosuke、Yoshida Naoki
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 884 Pages: 29~29

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab3719

    • Peer Reviewed

URL: 

Published: 2021-01-27  

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