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宇宙マイクロ波背景放射の温度揺らぎで探る深宇宙

研究課題

研究課題/領域番号 14540290
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関国立天文台

研究代表者

杉山 直  国立天文台, 理論研究部, 教授 (70222057)

研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2004年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2003年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2002年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード宇宙論 / 宇宙マイクロ波背景放射 / 構造形成 / 初期天体形成
研究概要

宇宙マイクロ波背景放射の温度揺らぎを用いて、深宇宙の様々な情報を得るための研究を行った。
(1)温度揺らぎの理論計算の精度を詳細の調べ、数値誤差が0.2%以下である計算コードを開発した。このコードの計算結果を温度揺らぎの観測と比較することで、宇宙論パラメターの精密な決定が可能となる。
(2)WMAP衛星による温度揺らぎの測定結果を用いて、40万年の時代の重力定数の値に制限を付けた。観測される温度揺らぎの空間パターンは、重力定数に依存する40万年当時の宇宙の膨張速度、大きさと密接な関係があることから制限が付くのである。その結果、最大限でも現在の値と5%以上異なっていてはいけないことを明らかにした。
(3)WMAP衛星の示唆する宇宙誕生後1億年の時代での再加熱過程を可能にするモデルを三つ提案した。一つ目は、揺らぎの統計的性質が非ガウス的であり、初期宇宙にすでに大きな密度揺らぎが存在していて、それが再加熱を引き起こすモデル、二つ目は、重い粒子が紫外線を出して崩壊することで、再加熱を引き起こすというモデル、そして最後が、通常考えている断熱的揺らぎ以外に、等曲率揺らぎが存在していて、それが初期構造形成、ひいては再加熱を誘発する、というモデルである。いずれのモデルでも、単純な冷たいダークマターの場合の構造形成シナリオでは不可能な1億年の時期での再加熱過程が可能となることを示した。
(4)宇宙マイクロ波背景放射には偏光成分が存在していることに着目し、その偏光ベクトルの磁場によるファラデー回転から、銀河団の磁場の詳細な構造を構築できることを提案した。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (23件) 文献書誌 (9件)

  • [雑誌論文] Isocurvature fluctuations induce early star formation2004

    • 著者名/発表者名
      Naoshi Sugiyama, Saleem Zaroubi, Joseph Silk
    • 雑誌名

      Monthly Notice of Royal Astronomical Society 354

      ページ: 543-548

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] WMAP constraints on scalar-tensor cosmology and the variation of the gravitational constant2004

    • 著者名/発表者名
      Ryo Nagata, Takeshi Chiba, Naoshi Sugiyama
    • 雑誌名

      Physical Review D69

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Partially ionizing the universe by decaying particles2004

    • 著者名/発表者名
      S.Kasuya, M.Kawasaki, Naoshi Sugiyama
    • 雑誌名

      Physical Review D69

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Shine the Dark Ages2004

    • 著者名/発表者名
      Naoshi Sugiyama
    • 雑誌名

      New Astronomy Reviews 47

      ページ: 887-891

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Isocurvature Fluctuations Induce Early Star Formation,2004

    • 著者名/発表者名
      Naoshi Sugiyama, Saleem Zaroubi, Joseph Silk
    • 雑誌名

      Mon. Not. Roy. Astro. Soc. 354

      ページ: 543-548

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] WMAP constraints on scalar-tensor cosmology and the variation of the gravitational constant2004

    • 著者名/発表者名
      Ryo Nagata, Takeshi Chiba, Naoshi Sugiyama
    • 雑誌名

      Physical Review D 69

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Partially ionizing the universe by decaying particles2004

    • 著者名/発表者名
      S.Kasuya, M.Kawasaki, Naoshi Sugiyama
    • 雑誌名

      Physical Review D 69

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Does positronium form in the universe?2004

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Chiba, Naoshi Sugiyama
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. 06

      ページ: 3-3

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Can Non-Gaussian Cosmological Models Explain the WMAP's High Optical Depth for Reionization?2003

    • 著者名/発表者名
      X.Chen, A.Cooray, Naoki Yoshida, Naoshi Sugiyama
    • 雑誌名

      Monthly Notice of Royal Astronomical Society 346

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A comparison of cosmological Boltzmann codes : are we ready for high precision cosmology?2003

    • 著者名/発表者名
      U.Seljak, Naoshi Sugiyama, M.White, M.Zaldarriaga
    • 雑誌名

      Physical Review D68

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The evolution of baryon density fluctuations in multi-component cosmological simulations2003

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yoshida, Naoshi Sugiyama, Lars hernquist
    • 雑誌名

      Monthly Notice of Royal Astronomical Society 344

      ページ: 481-491

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simulations of Early Structure Formation : Primordial Gas Clouds2003

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yoshida, Tom Abel, Lars Hernquist, Naoshi Sugiyama
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 592

      ページ: 645-663

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Probing Intracluster Magnetic Fields with Cosmic Microwave Background Polarizaition2003

    • 著者名/発表者名
      H.Ohno, M.Takada, K.Dolag, M.Bartelmann, N.Sugiyama
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 584

      ページ: 599-607

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Shine the dark ages2003

    • 著者名/発表者名
      Naoshi Sugiyama
    • 雑誌名

      New Astronomy Review 47, 11-12

      ページ: 897-891

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Can Non-Gaussian Cosmological Models Explain the WMAP's High Optical Depth for Reionization?2003

    • 著者名/発表者名
      Xuelei Chen, Asantha Cooray, Naoki Yoshida, Naoshi Sugiyama
    • 雑誌名

      Mon. Not. Roy. Astro. Soc. 346

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A comparison of cosmological Boltzmann codes : are we ready for high precision cosmology?2003

    • 著者名/発表者名
      Uros Seljak, Naoshi Sugiyama, Martin White, Matias Zaldarriaga
    • 雑誌名

      Physical Review D 68

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The evolution of baryon density fluctuations in multi-component cosmological simulations2003

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yoshida, Naoshi Sugiyama, Lars Hernquist
    • 雑誌名

      Mon. Not. Roy. Astro. Soc. 344

      ページ: 481-491

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simulations of Early Structure Formation: Primordial Gas Clouds2003

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yoshida, Tom Abel, Lars Hernquist, Naoshi Sugiyama
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 592

      ページ: 645-663

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Probing Intracluster Magnetic Fields with Cosmic Microwave Background Polarization2003

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ohno, Masahiro Takada, Klaus Dolag, Matthias Bartelmann, Naoshi Sugiyama
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 584

      ページ: 599-607

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Statistics of Neutral Regions during Hydrogen Reionization2002

    • 著者名/発表者名
      A.Nusser, A.J.Benson, N.Sugiyama, C.Lacey
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Letter 580

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Observational consequences of the evolution of primordial fluctuations in scalar-tensor cosmology2002

    • 著者名/発表者名
      R.Nagata, T.Chiba, N.Sugiyama
    • 雑誌名

      Physical Review D66

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Observational Consequences of Evolution of Primordial Fluctuations in Scalar-Tensor Cosmology2002

    • 著者名/発表者名
      Ryo Nagata, Takeshi Chiba, Naoshi Sugiyama
    • 雑誌名

      Physical Review D 66

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Statistics of Neutral Regions During Hydrogen Re-Ionization2002

    • 著者名/発表者名
      Adi Nusser, Andrew Benson, Naoshi Sugiyama, Cedric Lacey
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 580

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kasuya, M.Kawasaki, Naoshi Sugiyama: "Partially ionizing the universe by decaying particles"Physical Review. D69. 023512 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] X.Chen, A.Cooray, Naoki Yoshida, Naoshi Sugiyama: "Can Non-Gaussian Cosmological Models Explain the WMAP's High Optical Depth for Reionization?"Mon.Not.Roy.Astro.. 346. L31-L35 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] U.Seljak, Naoshi Sugiyama, M.White, M.Zaldarriaga: "A comparison of cosmological Boltzmann codes : are we ready for high precision cosmology?"Physical Review. D68. 083507 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Naoki Yoshida, Naoshi sugiyama, Lars Hernquist: "The evolution of baryon density fluctuations in multi-component cosmological simulations"Mon.Not.Roy.Astro.. 344. 481-491 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Naoki Yoshida, Tom Abel, Lars Hernquist, Naoshi Sugiyama: "Simulations of Early Structure Formation : Primordial Gas Clouds"Astrophysical Journal. 592. 645-663 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Naoshi Sugiyama: "Shine the Dark Ages"New Astronomy Reviews. 47. 887-891 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ohno, M.Takada, K.Dolag, M.Bartelmann, N.Sugiyama: "Probing Intracluster Magnetic Fields with Cosmic Microwave Background Polarization"Astrophysical Journal. 584. 599-607 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Nusser, A.J.Benson, N.Sugiyama, C.Lacey: "Statistics of Neutral Regions during Hydrogen Reionization"Astrophysical Journal Letter. 580. L98-L96 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] R.Nagata, T.Chiba, N.Sugiyama: "Observational consequences of the evolution of primordial fluctuations in scalar-tensor cosmology"Physical Review. D66. 103510 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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