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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Study on the evolution of galaxies and the large scale structure through HI 21cm line observations

Research Project

Project/Area Number 24340048
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

市來 淨與  名古屋大学, 基礎理論研究センター, 講師 (10534480)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 井上 進  国立研究開発法人理化学研究所, 主任研究員研究室等, 研究員 (80413954)
高橋 慶太郎  熊本大学, 大学院自然科学研究科, 准教授 (80547547)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2017-03-31
Keywords中性水素21cm線 / 宇宙再電離
Outline of Annual Research Achievements

昨年度に引き続き、再電離期の中性水素21cm線シグナルの高次相関解析を行った。私達のこれまでの研究によって、21cm線シグナルの歪み度(skewness)が、再電離期におけるX線によるガスの加熱の開始時期に敏感であり、良い指標であることが分かっている。今年度はその非ガウス性をより詳細に調べるため、フーリエ空間におけるバイスペクトルを用いた解析を行った。21cm線シグナルを密度揺らぎ、スピン温度揺らぎ、中性率揺らぎ起源に分解して解析したところ、それぞれ特徴的なスペクトルを持つことが分かった。特に赤方偏移z=20という再電離開始前では、バイスペクトルは密度揺らぎ起源であり、再電離後期になるに従ってスピン温度揺らぎ、中性率揺らぎが卓越してくることが明らかになった。

この成果を受けて私達はさらにバイスペクトルを観測量として用いることにより宇宙再電離を特徴づけるパラメータ、具体的には天体を保持する最低ビリアル質量、電離光子発生率、および電離光子の平均自由行程が、現存する長波長電波望遠鏡であるMWA,LOFERの熱雑音の元でどの程度制限できるかについての研究を行った。結果として、パワースペクトルとは異なるパラメータ依存性を示すおかげでモデルパラメータの縮退の一部が解けて、1/3からひと桁以上制限が改善されることを明らかにした。但し、これらの研究は強烈な前景放射の除去がうまくいくことを暗に仮定しており、前景放射の影響を考慮した解析は今後の課題として残っている。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2017 2016

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Multitracer technique for galaxy bispectrum - An application to constraints on non-local primordial non-Gaussianities -2017

    • Author(s)
      Multitracer technique for galaxy bispectrum - An application to constraints on non-local primordial non-Gaussianities -
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 95 Pages: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.95.063530

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Constraining the EoR model parameters with the 21cm bispectrum2017

    • Author(s)
      Hayato Shimabukuro, Shintaro Yoshiura, Keitaro Takahashi, Shuichiro Yokoyama, Kiyotomo Ichiki
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 468 Pages: 1542-1550

    • DOI

      10.1093/mnras/stx530

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Studying topological structure of 21-cm line fluctuations with 3D Minkowski functionals before reionization2017

    • Author(s)
      Shintaro Yoshiura, Hayato Shimabukuro, Keitaro Takahashi, Takahiko Matsubara
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 465 Pages: 394-402

    • DOI

      10.1093/mnras/stw2701

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Expected constraints on models of the epoch of reionization with the variance and skewness in redshifted 21cm-line fluctuations2016

    • Author(s)
      Kenji Kubota, Shintaro Yoshiura, Hayato Shimabukuro and Keitaro Takahashi
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 68 Pages: -

    • DOI

      10.1093/pasj/psw059

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 21cm-line bispectrum as method to probe Cosmic Dawn and Epoch of Reionization2016

    • Author(s)
      Hayato Shimabukuro, Shintaro Yoshiura, Keitaro Takahashi, Shuichiro Yokoyama and Kiyotomo Ichiki
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 458 Pages: 3003-3011

    • DOI

      10.1093/mnras/stw482

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Cosmology with the Square Kilometre Array by SKA-Japan2016

    • Author(s)
      Yamauchi, Daisuke; Ichiki, Kiyotomo; Kohri, Kazunori; Namikawa, Toshiya; Oyama, Yoshihiko; Sekiguchi, Toyokazu; Shimabukuro, Hayato; Takahashi, Keitaro; Takahashi, Tomo; Yokoyama, Shuichiro; Yoshikawa, Kohji
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 68 Pages: -

    • DOI

      10.1093/pasj/psw098

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Fast Radio Bursts as Cosmological Probes: Small-Scale Power Spectrum and Cosmic Reionization2017

    • Author(s)
      Susumu Inoue
    • Organizer
      Fast Radio Bursts: New Probes of Fundamental Physics and Cosmology
    • Place of Presentation
      Aspen, USA
    • Year and Date
      2017-02-12 – 2017-02-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Status of the FRB Program2016

    • Author(s)
      Susumu Inoue
    • Organizer
      MAGIC Collaboration Meeting
    • Place of Presentation
      Dortmund, Germany
    • Year and Date
      2016-11-21 – 2016-11-25
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Probing Small-Scale Density Fluctuations of Baryons and Dark Matter with Fast Radio Bursts2016

    • Author(s)
      Susumu Inoue, Kiyotomo Ichiki, Hayato Shimabukuro
    • Organizer
      Signals from the Deep Past
    • Place of Presentation
      Valletta, Malta
    • Year and Date
      2016-07-18 – 2016-07-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] AGN Winds and NGC 10682016

    • Author(s)
      Susumu Inoue
    • Organizer
      MAGIC Collaboration Meeting
    • Place of Presentation
      Zurich, Switzerland
    • Year and Date
      2016-06-13 – 2016-06-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Fast Radio Bursts and VHE Prospects2016

    • Author(s)
      Susumu Inoue
    • Organizer
      MAGIC Collaboration Meeting
    • Place of Presentation
      Zurich, Switzerland
    • Year and Date
      2016-06-13 – 2016-06-17
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2018-01-16  

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