2021 Fiscal Year Research-status Report
X-ray analysis of galaxy clusters with the eROSITA all-sky survey and its application to cosmology
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20K04027
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| Research Institution | Nara Women's University |
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Principal Investigator |
太田 直美 奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (40391891)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 銀河団 / 精密宇宙論 / X線天文学 / 質量関数 / ダークマター / ダークエネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
銀河団は宇宙最大の天体であり、その形成や進化を理解することは、宇宙そのものの進化を理解することに役立つ。どのような質量の銀河団がいくつあるかを 様々な距離に渡って精密に測定できれば、宇宙論モデルに制限をつけることができる。特に、最大の謎であるダークエネルギー の性質の解明に向けて新たな手がかりが得られると期待される。本研究では、SRG衛星搭載eROSITA検出器による過去最大のX線全天サーベイを利用して、多数の銀河団のX線データを統一的に解析し、高精度の質量関数測定を実現することを目的とする。これまで、X線領域で精度のよい質量測定を阻んできたのは、銀河団内部の複雑なガス進化に由来するスケーリング則の分散である。そこで、主成分分析から分散の物理起源を特定して取り除き、さらに遠方天体についても同様の解析を行ったうえで、広い赤方偏移範囲に適用可能な質量推定法の確立を目指す。今年度は、eROSITAとすばる望遠鏡Hyper Suprime-Cam(HSC)が共同で行った初期サーベイ領域について、可視銀河団の詳細なX線データ解析を行い、弱い重力レンズ効果と比較した。特に、リッチネスが40を超える大規模な銀河団43天体を対象に、X線スペクトル解析から温度光度関係や質量光度関係をはじめとするスケーリング則を導出した。また、X線イメージ解析から、高温ガスのX線輝度ピークと中心銀河の位置のずれを求め、銀河団の力学状態を推定した。その結果、X線銀河団サンプルに比べて可視銀河団は、不規則銀河団の割合が大きいことや光度温度関係の傾きが小さい傾向があることを見つけた。この観測成果に理論モデルとの比較に基づいた考察を加えて、主著論文を投稿予定である。
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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
eROSITA検出器の初期サーベイ領域にあるリッチネスの高い銀河団に注目してX線データ解析を行い、重力レンズのデータを組み合わせてスケーリング則を導出した。それに基づいて、他の銀河団サンプルとの比較や力学状態について議論し、論文原稿の作成を終えたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
eROSITAの初期サーベイ領域中には、リッチネスが低い銀河団が多数存在する。それらについて同様の手法を用いて、銀河団の力学状態とスケーリング則の測定を行い、スケーリング関係の分散の起源について調査を進める計画である。ここで対象とする天体の多くは暗いため、似た距離や銀河数を持つ天体のデータを複数足し合わせて平均光度を求めるスタッキング解析を行うことで、大量のデータから最大限に情報を引き出す手法を確立する。また、初期サーベイ領域において検証した解析手法をeROSITAの第一期全天サーベイデータに適用して、銀河団スケーリング則の赤方偏移依存性の調査を行う。
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| Causes of Carryover |
予定していたドイツへの渡航許可が得られず、旅費を使用しなかったため。次年度に渡航許可が得られば、旅費として使用する。そうでなければ、研究計画をより効率的に進めるため、バックアップ装置の購入にあてる計画である。
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