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2013 Fiscal Year Annual Research Report

自己組織化状態空間モデルによる宇宙マイクロ波背景放射前景放射分離法の研究

Publicly Offered Research

Project AreaThe Physical Origin of the Universe viewed through the Cosmic Background Radiation - from Cosmological Inflation to Dark Ages -
Project/Area Number 24111707
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

竹内 努  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90436072)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Keywords理論天文学 / 宇宙背景放射 / 前景放射 / 赤外銀河 / 電波銀河 / 状態空間モデル
Research Abstract

現代宇宙論はビッグバン宇宙論の骨子をほぼ確立し, ビッグバンに先行する急激な膨張期であるインフレーションの検証へと向かっている. インフレーション理論は第一原理から完全に決定することは難しく, 宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の偏光のBモード成分を精密
に解析することによって初めてシナリオを絞り込むことができる. しかし, 現実的には銀河系や系外銀河などのCMBの前景放射が重なるため, CMBゆらぎの抽出は極めて困難である. CMBゆらぎの観測は飛躍的進歩を遂げたが, 観測精度の向上, 特に偏光ゆらぎの精密化
に伴って, CMBと前景成分を分離するための本質的に新しい統計的解析方法が必要になってきている. これが領域A04のメインテーマである。
本研究では、これまで天文学分野ではほとんど用いられていなかった自己組織化状態空間モデルという統計的方法を発展させ、Planck衛星のデータをCMBのゆらぎ、銀河系外前景放射、銀河系前景放射、ノイズの4成分に分解し、CMBゆらぎを精密に解析することで初期宇宙の情報を抽出する方法を構築する。前年度はまずこの状態空間モデルで用いる前景放射の各成分の統計的性質を明らかにするため、独立成分分析(ICA)を用いた成分分離法を確立し、分子輝線成分、連続波成分のパワースペクトルを求めた。この成果は学術論文として公表済みである。この統計的性質を仮定することで、状態空間の決定ができる。前年度末にPlanckのデータが公表され、本年度にかけて関連論文も出版されているが、現時点では前景放射の様々な不確定要素が決定していない状態である。このため、H25年度は不定性を含んだ状態で統計的推定を行う自由度を残した解析コードを準備した。新しい観測的制限がつき次第完成できる。
当初の目的は達成したと考えているが、新しい銀河系星間物質観測をインプットとし、Planck, BICEP2など次世代データへの応用を引き続き試みていく。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2014 2013

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (14 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] CO Component Estimation Based on the Independent Component Analysis2014

    • Author(s)
      Ichiki, Kiyotomo; Kaji, Ryohei; Yamamoto, Hiroaki; Takeuchi, Tsutomu T.; Fukui, Yasuo
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 780 Pages: id. 13, 7 pp

    • DOI

      10.1088/0004-637X/780/1/13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Properties of star forming galaxies in AKARI Deep Field-South2014

    • Author(s)
      Malek, K.; Pollo, A.; Takeuchi, T. T.; Buat, V.; Burgarella, D.; Malkan, M.; Giovannoli, E.; Kurek, A.; Matsuura, S.
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 562 Pages: id.A15, 15 pp

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201321665

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gas-to-dust mass ratios in local galaxies over a 2 dex metallicity range2014

    • Author(s)
      Remy-Ruyer, A.; Madden, S. C.; Galliano, F.; Galametz, M.; Takeuchi, T. T.; Asano, R. S.; Zhukovska, S.; Lebouteiller, V.; Cormier, D.; Jones, A.; Bocchio, M.; Baes, M.; Bendo, G. J.; Boquien, M.; Boselli, A.; DeLooze, I.; Doublier-Pritchard, V.; Hughes, T.; Karczewski, O. Ł.; Spinoglio, L.
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 563 Pages: id.A31, 22 pp

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201322803

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dusty Universe viewed by AKARI far infrared detector2013

    • Author(s)
      Malek, K.; Pollo, A.; Takeuchi, T. T.; Giovannoli, E.; Buat, V.; Burgarella, D.; Malkan, M.; Kurek, A.
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 65 Pages: 1101-1108

    • DOI

      10.5047/eps.2013.06.005

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Clustering of far-infrared galaxies in the AKARI All-Sky Survey North2013

    • Author(s)
      Pollo, A.; Takeuchi, T. T.; Solarz, A.; Rybka, P.; Suzuki, T. L.; Pępiak, A.; Oyabu, S.
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 65 Pages: 1109-1116

    • DOI

      10.5047/eps.2013.06.004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] What determines the grain size distribution in galaxies?2013

    • Author(s)
      Asano, Ryosuke S.; Takeuchi, Tsutomu T.; Hirashita, Hiroyuki; Nozawa, Takaya
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 432 Pages: 637-652

    • DOI

      10.1093/mnras/stt506

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 遠赤外線セレクト銀河の空間分布のパワースペクトル解析2014

    • Author(s)
      鈴木智子, 竹内努, Agnieszka Pollo, 大藪進喜
    • Organizer
      日本天文学会2014春季年会
    • Place of Presentation
      三鷹
    • Year and Date
      20140319-20140322
  • [Presentation] Clustering of 24 um selected galaxies in the AKARI NEP Deep Field2014

    • Author(s)
      A. Solarz, A. Pollo, T.T. Takeuchi
    • Organizer
      Winter School; Cosmology with Wide-Field Surveys Saas Fee
    • Place of Presentation
      Engelberg, Switzerland
    • Year and Date
      20140302-20140307
  • [Presentation] The Infrared Excess-UV spectral Slope Relation of Galaxies at 0 < z < 32014

    • Author(s)
      T. T. Takeuchi, A. T. Kawakita, K. Malek, T. L. Suzuki, A. K. Inoue, V. Buat, D. Burgarella, S. Noll
    • Organizer
      The impact of galactic structure on star formation
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      20140216-20140221
  • [Presentation] The spatially resolved star formation and as seen by multiwavelength observations2014

    • Author(s)
      N. Teruya, T. T. Takeuchi
    • Organizer
      The impact of galactic structure on star formation
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      20140216-20140221
  • [Presentation] The Starburst-AGN Connection in Luminous and Ultraluminous Infrared Galaxies2014

    • Author(s)
      S. Fiorenza,T. T. Takeuchi, K. Malek, C. Liu
    • Organizer
      American Astronomical Society, AAS Meeting #223,
    • Place of Presentation
      New York, USA
    • Year and Date
      20140104-20140109
  • [Presentation] The Infrared Excess-UV spectral Slope Relation of Galaxies and its Evolution at 0 < z < 32013

    • Author(s)
      T. T. Takeuchi
    • Organizer
      The Life Cycle of Dust in the Universe: Observations, Theory, and Laboratory Experiments
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      20131118-20131122
  • [Presentation] Constructing the Spectral Energy Distribution Model of Galaxies Considering Dust Extinction and Re-emission2013

    • Author(s)
      A. T. Kawakita, T. T. Takeuchi
    • Organizer
      The Life Cycle of Dust in the Universe: Observations, Theory, and Laboratory Experiments
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      20131118-20131122
  • [Presentation] Baryonic Tully-Fisher relation and star formation rate2013

    • Author(s)
      M. I. N. Kobayashi, T. T. Takeuchi
    • Organizer
      The Life Cycle of Dust in the Universe: Observations, Theory, and Laboratory Experiments
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      20131118-20131122
  • [Presentation] How do the extinction curves in galaxies evolve?2013

    • Author(s)
      R. Asano, T. Takeuchi, H. Hirashita and T. Nozawa
    • Organizer
      The Life Cycle of Dust in the Universe: Observations, Theory, and Laboratory Experiments
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      20131118-20131122
  • [Presentation] AKARI全天カタログを用いた銀河分布のパワースペクトル解析2013

    • Author(s)
      鈴木智子, 竹内努, Agnieszka Pollo, 大藪進喜
    • Organizer
      日本天文学会2013秋季年会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20130910-20130912
  • [Presentation] Ultra Luminous Infrared Galaxies in the AKARI deep fields2013

    • Author(s)
      A. Pollo, T. T. Takeuchi, V. Buat, D. Burgarella, E. Giovannoli, M. Malkan, and A. Kurek
    • Organizer
      The 6th meeting on Cosmic Dust
    • Place of Presentation
      Kobe, Japan
    • Year and Date
      20130805-20130809
  • [Presentation] The Infrared Excess-UV spectral Slope Relation of Galaxies at 0 < z < 32013

    • Author(s)
      T. T. Takeuchi, A. T. Kawakita, K. Malek, T. L. Suzuki, A. K. Inoue, V. Buat, D. Burgarella, S. Noll
    • Organizer
      The 6th meeting on Cosmic Dust
    • Place of Presentation
      Kobe, Japan
    • Year and Date
      20130805-20130809
  • [Presentation] Properties of FIR-bright ADF-S galaxies2013

    • Author(s)
      K. Małek, A. Pollo, T. T. Takeuchi, V. Buat, D. Burgarella, E. Giovannoli, M. Malkan, and A. Kurek
    • Organizer
      A Panchromatic View of Galaxy Evolution
    • Place of Presentation
      Paphos, Cyprus
    • Year and Date
      20130610-20130614
  • [Presentation] The angular power spectrum analysis of far-infrared galaxies detected by AKARI2013

    • Author(s)
      T. L. Suzuki, T. T. Takeuchi, A. Pollo, S. Oyabu
    • Organizer
      A Panchromatic View of Galaxy Evolution
    • Place of Presentation
      Paphos, Cyprus
    • Year and Date
      20130610-20130614
  • [Book] 銀河-その構造と進化-2013

    • Author(s)
      竹内 努
    • Total Pages
      397
    • Publisher
      日本評論社

URL: 

Published: 2015-05-28  

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