| 研究領域 | ダークマターの正体は何か？－ 広大なディスカバリースペースの網羅的研究 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05855
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
高田 昌広 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 教授 (40374889)
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| 研究分担者 |
田村 直之 国立天文台, ハワイ観測所, 教授 (20450182)
石垣 美歩 国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (30583611)
砂山 朋美 名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 客員研究員 (30794010)
高橋 龍一 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (60413960)
岡本 桜子 国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (80823377)
高遠 徳尚 国立天文台, ハワイ観測所, 教授 (50261152)
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| 研究期間 (年度) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
352,690千円 (直接経費: 271,300千円、間接経費: 81,390千円)
2024年度: 66,170千円 (直接経費: 50,900千円、間接経費: 15,270千円)
2023年度: 37,180千円 (直接経費: 28,600千円、間接経費: 8,580千円)
2022年度: 77,220千円 (直接経費: 59,400千円、間接経費: 17,820千円)
2021年度: 56,680千円 (直接経費: 43,600千円、間接経費: 13,080千円)
2020年度: 115,440千円 (直接経費: 88,800千円、間接経費: 26,640千円)
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| キーワード | ダークマター / アクシオン / 原始ブラックホール / 矮小銀河 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
すばる超広視野多天体分光器Prime Focus Spectrograph (PFS)は、広い視野に渡り、約2400個の天体を同時に分光観測ができる極めてユニークな装置である。ダークマターが卓越する天体（例えば矮小銀河）の個々の星のPFS分光観測から、視線速度を測定し、ダークマターの空間分布を高精度に復元し、アクシオンなどのダークマター模型を検証する。本研究グループのリードの下、米国、台湾などの国際共同研究者と協力し、分光器モジュールカメラ、主焦点装置制御・較正システムの開発を行う。また、分光データから物理量を高精度かつローバストに測定するための物理解析パイプラインを開発する。
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| 研究成果の概要 |
すばるHyper Suprime-Camイメージングデータを用い、宇宙構造の弱重力レンズ効果を精密に測定し、ΛCDMモデルの予言と比較することにより、現宇宙の構造形成の進行度合いを表すパラメータS8を測定した。その結果、S8不一致問題が明らかになり、注目を集めた。すばる主焦点多天体分光装置Prime Focus Spectrograph (PFS) の開発については、分光データ較正システム・パイプラインを開発した。試験データを用い、改良を重ね、要求仕様を満たすシステムが開発できた。2025年にPFSはすばる共同利用装置として公開され、ダークマター探査の観測も始まった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来、日本における宇宙論研究は理論が主流であったが、すばる望遠鏡のデータを用いた観測的宇宙論のコミュニティが確立された。この発展には本研究グループの貢献が大きく、豊富な経験と実績に基づく多くの成果が得られている。S8不一致問題が明らかになり、今後の進展が期待される。
すばるPFSの研究についても、本研究で開発された分光データ較正システムを開発できた。15年以上の歳月を経て、PFSが遂に完成した。世界が注目する強力な分光装置である。ダークマターを探査する観測プロジェクトも2025年3月から開始し、今後の進展が期待できる。
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