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暗黒物質揺らぎの重力非線形成長の研究と宇宙大規模構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16J01773
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
研究機関東北大学

研究代表者

羽田 龍一郎  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード宇宙大規模構造 / バリオン音響振動 / 密度分布の再構築 / Ia型超新星 / 重力レンズ / 暗黒エネルギー / ニュートリノ
研究実績の概要

宇宙全体に広がる物質の分布やその進化(宇宙大規模構造)を解明することを目的とし、物質密度の揺らぎの非線形成長の研究や観測データの理論的な解析手法の開発を行ってきた。

まず一つ目として、前年度に引き続きIa型超新星の明るさに対する重力レンズ効果に注目した。昨年度までは、明るさの確率分布として単純なガウス分布を仮定して理論モデルを構築してきたが、今年度は、密度揺らぎの非線形性を反映させたより現実的な Log-normal 分布にモデルを拡張し、次世代の超新星の観測プロジェクト(WFIRST) において、暗黒エネルギーの性質やニュートリノの質量をどの程度制限できるか予測を行った。その結果、重力レンズによる明るさのばらつきを考慮した場合、従来の考慮しない場合と比べて、暗黒エネルギーの状態方程式がより厳しく制限されることを示せた。また、今回のモデルを重力波天体の観測に応用した場合、次世代の重力波観測プロジェクト(Einstein Telescope)においてニュートリノの質量をこれまでにない精度で制限できる可能性があることが分かった。この結果を論文としてまとめ、現在、査読付き欧文雑誌に投稿中である。
二つ目として、銀河分布の二点相関関数の中に特徴的なスケールとして現れるバリオン音響振動ピークを用いた距離測定の研究を行った。これまでに、より精密な距離測定に向けて、従来の銀河(物質)分布の再構築法の問題点を解決した、より正確な物質分布の再構築法(iterative algorithm)を開発してきた。今年度は、この新たな再構築法をN体シミュレーションから得られた銀河分布に適用し、従来の再構築法との比較を行った。その結果、特に小スケールにおいて、従来の方法に比べて二点相関関数をより正確に復元できることが分かった。この結果は学会で発表し、論文として査読付き欧文雑誌に投稿し、出版された。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] ハーバード・スミソニアン天体物理学センター(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ハーバード・スミソニアン天体物理学センター(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ハーバード・スミソニアン天体物理学センター(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] An iterative reconstruction of cosmological initial density fields2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuichiro Hada、Eisenstein Daniel J
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 478(Issue 2) 号: 2 ページ: 1866-1874

    • DOI

      10.1093/mnras/sty1203

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Application of the iterative reconstruction to simulated galaxy fields2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuichiro Hada、Eisenstein Daniel J
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 482(Issue 4) 号: 4 ページ: 5685-5693

    • DOI

      10.1093/mnras/sty3137

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Constraints on Neutrino Masses from the Lensing Dispersion of Type Ia Supernovae2016

    • 著者名/発表者名
      Ryuichiro Hada and Toshifumi Futamase
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 828 (Issue 2) 号: 2 ページ: 112-112

    • DOI

      10.3847/0004-637x/828/2/112

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] An iterative reconstruction of cosmological initial density fields2019

    • 著者名/発表者名
      Ryuichiro Hada、Eisenstein Daniel J
    • 学会等名
      Accelerating Universe in the Dark
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Iterative algorithmを用いたバリオン音響振動の再構築2018

    • 著者名/発表者名
      羽田龍一郎、Daniel Eisenstein
    • 学会等名
      新学術領域「なぜ宇宙は加速するのか?- 徹底的究明と将来への挑戦-」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Iterative algorithmを用いたバリオン音響振動の再構築2017

    • 著者名/発表者名
      羽田龍一郎、Daniel Eisenstein
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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