2013 Fiscal Year Annual Research Report
電波による中性水素探査を用いた銀河および宇宙大規模構造の起源と進化の解明
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24340048
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
市來 淨與 名古屋大学, 基礎理論研究センター, 助教 (10534480)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 慶太郎 熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (80547547)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 宇宙物理 |
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| Research Abstract |
近年の天文観測技術の向上により、初期天体形成前後の宇宙に手が届きつつある。本研究では、今後も飛躍的な観測能力向上が見込まれる低周波電波観測に着目し、銀河および宇宙大規模構造の進化史を、新しい方法で観測する可能性を開拓する。それは、クエーサー等の電波連続光を背景光にして、吸収線で遠方天体を観測するという方法である。
本年度は、昨年度までに開発した初期宇宙に存在するミニハローと呼ばれる天体が刻む吸収線の数分布を解析的に計算するモデルを用い、将来の21cmの観測から未だ明らかにされていない小スケールの密度揺らぎをどの程度制限できるかについて論文をまとめた。ミニハローとは、ダークマターとガスがともに重力崩壊を起こしたものの、質量が比較的小さいため冷却能率が悪く星形成などが起こっていない天体で、密度分布、温度分布についての単純なモデル化が可能な天体である。具体的には、ニュートリノおよび温かいダークマターの質量や、初期密度揺らぎのパワースペクトル巾の波数依存性に対する制限を得、学術論文として投稿中(arxiv:1403.1605)である。
他に、宇宙背景輻射(CMB)を背景光として21cmの吸収線と輝線のスペクトルを用いることで、宇宙の初期磁場についてどの程度の情報が得られるのかについての研究を行った。これは、元の研究計画にはなかったものの、研究を遂行するなかで着想したものである。モンテカルロシミュレーションを用いて初期磁場によるガスの加熱分布、及び密度揺らぎ分布を求め、21cmの吸収、輝線のパワースペクトルを計算した。それにより、現在の観測から許されるほぼ全てのパラメター領域で、密度揺らぎによる21cm揺らぎが卓越することを明かにした。この結果も学術論文として投稿中(1404.2608)である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
数値シミュレーションの開発を行う予定であったが、それまで共同研究を行ってきた大
学院生が就職を希望し、研究を一時中断してしまった。また、21cm線というキーワード
で関連しているものの、計画にはなかった研究を一時遂行していたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は予定通り、数値計算を軸とした研究にシフトする。並列計算機や、数値計算コード、ライブラリ等は初年度に構築したものがあるので、それらを利用して研究を行う。本研究代表者は日本SKAコンソーシアムのサイエンスワーキンググループ「再電離」の代表を務めることになったため、グループの人材をうまく活用し研究を進めていきたい。
昨年度、海外での仕事のため研究分担者を外れた研究者が、今年度途中で日本へ戻る予定であるので、その際は再び研究分担者としての活動をお願いする。
研究費については、昨年度に発表した論文の学会発表のための旅費として使用していきたい。また、計算機の規模が足りなくなった場合等は、物品費から大規模計算機システム使用料を支出することを検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
ドイツマックスプランク研究所の研究員を招聘し旅費を支給する予定であった。ところが旅程が年度をまたいでいたものであったため、復路の航空券代を今年度の予算で支払うことになり、差額が生じて残ってしまった。
上記のような理由であるため、そのまま招聘研究者の復路の航空券代として使用する。
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