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Revealing the origin of the excess in mean intensity and fluctuations of the cosmic near-infrared background by sounding rocket experiments CIBER-2

Research Project

Project/Area Number 21KK0054
Research Category

Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 16:Astronomy and related fields
Research InstitutionKwansei Gakuin University

Principal Investigator

Matsuura Shuji  関西学院大学, 理学部, 教授 (10321572)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 津村 耕司  東京都市大学, 理工学部, 准教授 (60579960)
佐野 圭  九州工業大学, 大学院工学研究院, 助教 (70802908)
高橋 葵  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(機構直轄研究施設), アストロバイオロジーセンター, 特任研究員 (70851848)
Project Period (FY) 2021-10-07 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Keywords宇宙背景放射 / 赤外線 / ロケット実験
Outline of Research at the Start

我々は,NASAの観測ロケットを用いた国際共同実験CIBER: Cosmic Infrared Background Experiment により近赤外域の銀河系外背景放射を観測した結果,その強度と空間的ゆらぎが通常銀河の積算光から超過していることを発見した.この超過は未知天体の存在を示唆しており,宇宙初期やダークハロー浮遊星が起源の候補である.我々はCIBERより一桁高い感度で超過原因を特定しうる新たなロケット実験CIBER-2を計画し2021年6月に第1回の打上げに成功した.本研究では,パラシュート回収した観測装置を次回実験に再利用するサイクルを複数回行い背景放射の超過問題を解明する.

Outline of Final Research Achievements

We have observed the near-infrared extragalactic background light by the Cosmic Infrared Background Experiment (CIBER) using NASA's sounding rocket, and found that the intensity and spatial fluctuations of the background light exceed the integrated light of normal galaxies. We therefore planned a new rocket experiment, CIBER-2, which can identify the cause of the excess with an order of magnitude higher sensitivity than CIBER, and aimed to elucidate the origin of the excess in the background light from highly reliable observations obtained through multiple rocket flights. Two of the three rocket flights during this research period failed, but the experiment in 2024 was successful and produced good observation data.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

私たちがCIBERで発見した近赤外宇宙背景放射の超過の原因は未解明であり,その候補としては初代星や初期ブラックホール,銀河ダークハローの浮遊星,ダークマター粒子崩壊などが提案されている.その解明が進めば,通常行われている天文観測とまったく違う側面から宇宙の成り立ちを理解することができる.本研究で実施した新たなロケット実験CIBER-2による観測データから超過の原因に関わる新たな情報が得られれば,銀河形成や宇宙論の研究に大きく貢献できる.また,ロケット実験を長期に渡り海外の研究者と共同で実施する過程において,多くの学生が多様な技術や知識を取得し巣立ったことは大きな社会的意義がある.

Report

(5 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (31 results)

All 2025 2024 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (8 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

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      Proceedings of SPIE

      Volume: 13092 Pages: 32-32

    • DOI

      10.1117/12.3017526

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      Hashimoto Ryo、Matsuura Shuji、Iida Yusuke
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      Applied Optics

      Volume: 63 Issue: 25 Pages: 6794-6794

    • DOI

      10.1364/ao.532265

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      Hashimoto Ryo、Matsuura Shuji、Iida Yusuke
    • Journal Title

      Proceedings of the SPIE

      Volume: 12765 Pages: 74-74

    • DOI

      10.1117/12.2688930

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      Takimoto Kohji、Arai Toshiaki、Matsuura Shuji、Bock James J.、Cooray Asantha、Feder Richard M.、Korngut Phillip M.、Lanz Alicia、Lee Dae Hee、Matsumoto Toshio、Nguyen Chi H.、Onishi Yosuke、Sano Kei、Shirahata Mai、Takahashi Aoi、Tsumura Kohji、Zemcov Michael
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 926 Issue: 1 Pages: 6-6

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      10.3847/1538-4357/ac416f

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      Korngut P. M.、Kim M. G.、Arai T.、Bangale P.、Bock J.、Cooray A.、Cheng Y. T.、Feder R.、Hristov V.、Lanz A.、Lee D. H.、Levenson L.、Matsumoto T.、Matsuura S.、Nguyen C.、Sano K.、Tsumura K.、Zemcov M.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 926 Issue: 2 Pages: 133-133

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac44ff

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      Cheng Yun-Ting、Arai Toshiaki、Bangale Priyadarshini、Bock James J.、Chang Tzu-Ching、Cooray Asantha、Feder Richard M.、Korngut Phillip M.、Lee Dae Hee、Liu Lunjun、Matsumoto Toshio、Matsuura Shuji、Nguyen Chi H.、Sano Kei、Tsumura Kohji、Zemcov Michael
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 919 Issue: 2 Pages: 69-69

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac0f5b

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      American Astronomical Society Meeting #240, id. 304.01.
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      https://sci-tech.ksc.kwansei.ac.jp/~matsuura/

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      https://www.kwansei.ac.jp/s_science/d_pa/research_project

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Published: 2021-10-22   Modified: 2026-01-16  

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