| 研究課題/領域番号 |
19J13898
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
箕田 鉄兵 名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2020年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 宇宙マイクロ波背景放射 / 原始磁場 / ウルトラコンパクトミニハロー / 中性水素21cm線 / 宇宙論 / 21cm線 / 運動学的スニヤエフ・ゼルドビッチ効果 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、宇宙における銀河や銀河団などの大スケールの構造が形成される過程を、磁場の存在とその時間進化を考慮して解明することを目的とする。このために、宇宙論的な磁気流体力学(MHD)の大規模数値計算コードを利用して、非線形なガスの運動と磁場構造の時間進化を同時に矛盾なく計算する。このMHDシミュレーションを実行し、原始磁場がガスや天体の分布に与える影響を見積もることで、磁場の存在を考慮した構造形成の理論構築を初めて可能とする。また、シミュレーション結果から銀河の空間分布やファラデー回転の擬似観測データを作成し、実際の観測結果と比較することで、現実的な宇宙論的構造形成の理論モデルを構築する。
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| 研究実績の概要 |
今年度は、まず最新のCMBの観測データを用いた原始磁場の新たな制限を行った。特に、これまで近似的に評価されていた、小スケールでの電子と陽子の速度場について、磁場の存在を考慮した運動方程式を解析的に解くことで、より正確な速度場の定式化を行った。また、この結果を用いて、ドップラー効果によって生じる小角度スケールでのCMB光子の温度の非等方性を計算した。最後に、この理論的な計算結果と南極点望遠鏡によって得られた最新のCMB観測データを比較することで、原始磁場の制限を行なった。その結果、これまでプランク衛星の観測データから得られていた原始磁場の制限よりも強い制限を与えることができた。この結果について学術論文を1本発表した。
また、昨年度に引き続き、初期宇宙の構造形成において重要な、ウルトラコンパクトミニハロー(UCMH)と呼ばれるダークマター天体について研究を行なった。昨年度計算したUCMH内部のダークマター対消滅シグナルに加えて、今年度はダークマターとUCMH周囲のバリオンガスとの相対速度によって生じる中性水素ガスの加熱率も見積もった。それぞれの場合について、中性水素から放射される21-cm線の観測データからUCMHの存在量に対して制限を与える研究を行なった。この結果について、国内学会で1件発表を行なった。
また、今年度はこれまで博士後期課程で行なった研究内容をまとめて、国内の研究会で発表し、博士論文としてまとめあげ、3月に博士（理学）の学位を名古屋大学より授与されるに至った。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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