HSC-SSP光学サーベイとeROSTIA X線サーベイによる精密宇宙論

• 研究課題/領域番号: 19KK0076
• 研究種目: 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 岡部 信広 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (00436073)
• 研究分担者: 宮崎 聡 国立天文台, ハワイ観測所, 教授 (20290885) ; 田中 賢幸 国立天文台, ハワイ観測所, 准教授 (50589207) ; 大栗 真宗 千葉大学, 先進科学センター, 教授 (60598572) ; 樋口 祐一 近畿大学, 理工学部, 研究員 (60770815) ; 鳥羽 儀樹 国立天文台, ハワイ観測所, 特任助教 (40825957)
• 研究期間 (年度): 2019-10-07 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円); 2024年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 観測的宇宙論 / 銀河団 / 弱い重力レンズ効果 / 光学撮像観測 / X線観測 / 活動銀河核 / 弱い重力レンズ / 光学測光観測 / 宇宙物理（実験） / 相対論・重力（実験）

研究開始時の研究の概要

eROSITA の X 線観測、HSC-SSP による光学測光観測と弱い重力レンズ質量の観測量を組み合わせ、宇宙論パラメータへの制限を目指す。解析のステージごとに3段階に分け、効率良いコラボレーションを行う。第１ステージは、eROSITAやHSC-SSPが発見した銀河団に対してフラックスなどのX線観測量や弱い重力レンズ質量の測定などをそれぞれ独立に行う。第２ステージは、互いの観測量をそれぞれ組み合わせ、質量とX線観測量の相関を調べるジョイント解析を行う。第３ステージは、第２ステージ得られた研究結果をもとに銀河団の質量関数による宇宙論研究を行い、ダークエネルギーの状態方程式に制限を与える。

研究実績の概要

eROSITAで発見されたX線銀河団や活動銀河核(AGN)のX観測量とすばる望遠鏡HSCサーベイの光学測光観測の観測量（弱い重力レンズ質量や銀河測光観測）の比較を行なっている。
X線全天サーベイの最終的深さに到達する初期観測領域であるeROSITA Final Equatorial Depth Survey (eFEDS)領域の多波長研究に関する論文を7本発表した。
eFEDS領域の弱い重力レンズ効果で発見された銀河団でeROSITAで捉えたX線が弱い銀河団に対してXMM-Newtonのフォローアップ観測が採択された。
最初の半年間の全天データ（eRASS1;ドイツ側領域のみ）で発見されたX線銀河団に対する弱い重力レンズ解析や宇宙論論文を準備中である。X線銀河団のピュアリティについてHSC撮像データを用いて行った。月１回の定期的なミーティングを行っている。また、DESやKiDSデータの弱い重力レンズデータとの比較も行う予定である。
2022年2月24日にロシアがウクライナに侵攻して以来、eROSITAの観測は現在停止している。なお、昨年度書いた報告にロシア側がeROSITAの電源をセーフモードにしたと書いたが、これは誤りであり、実際はドイツ側がeROSITAの電源をセーフモードにした。定期的なメンテナンスは行われているようであるが、今後の観測は未定である。現在までにeRASS8(数字は半年の単位を表し４年間の観測を意味する）のうち、eRASS4までとeRASS5の5分の１程度まで観測が終わっている。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

コロナウイルスで互いの国の行き来が難しくなったが、オンラインやメールで議論を通じて研究を進めている。現状では問題なく遂行している。月１回のeRASS1銀河団の弱い重力レンズ質量測定の会議を開催している。本年度もロシアによる戦争の影響はない。

今後の研究の推進方策

eRASS1の研究を遂行する。当分の間は定期的な会議やメールを通して研究を遂行する。必要に応じて適切なメンバーがドイツや日本に１から２ヶ月ほどの長期滞在をする。
現在行なっている基礎的研究を通して問題の洗い出しや研究の方向性を精査し研究を進めていく。
ロシアーウクライナ戦争による影響は今後見定める必要がある。

研究成果

• [国際共同研究] マックスプランク地球外物理研究所/ボン大学/ルートヴィヒ・マクシミリアン 大学ミュンヘン(ドイツ)
• [国際共同研究] マックスプランク地球外物理学研究所/ボン大学/ルートヴィヒ・マクシミリアン 大学ミュンヘン(ドイツ)
• [国際共同研究] マックスプランク地球外物理学研究所/ボン大学/ルートヴィヒ・マクシミリアン 大学ミュンヘン(ドイツ)
• [国際共同研究] マックスプランク地球外物理学研究所/ボン大学/ルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヘン(ドイツ)
• [雑誌論文] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS) (2023)
  • 著者名/発表者名: Ota N.、Nguyen-Dang N. T.、Mitsuishi I.、Oguri M.、Klein M.、Okabe N.、Ramos-Ceja M. E.、Reiprich T. H.、Pacaud F.、Bulbul E.、Bruggen M.、Liu A.、Migkas K.、Chiu I.、Ghirardini V.、Grandis S.、Lin Y.-T.、Miyatake H.、Miyazaki S.、Sanders J. S.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 669 ページ: A110-A110
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202244260
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS): X-ray Properties and Scaling Relations of Galaxy Clusters and Groups (2022)
  • 著者名/発表者名: Bahar Y. Emre、Bulbul Esra、Clerc Nicolas、Ghirardini Vittorio、Liu Ang、Nandra Kirpal、Pacaud Florian、Chiu I-Non、Comparat Johan、Ider-Chitham Jacob、Klein Mathias、Liu Teng、Merloni Andrea、Migkas Konstantinos、Okabe Nobuhiro、Ramos-Ceja Miriam E.、Reiprich Thomas H.、Sanders Jeremy S.、Schrabback Tim
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 661 ページ: A7-A7
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202142462
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS):X-ray Observable-to-Mass-and-Redshift Relations of Galaxy Clusters and Groups with Weak-Lensing Mass Calibration from the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program Survey (2022)
  • 著者名/発表者名: Chiu I-Non、Ghirardini Vittorio、Liu Ang、Grandis Sebastian、Bulbul Esra、Emre Bahar Y.、Comparat Johan、Bocquet Sebastian、Clerc Nicolas、Klein Matthias、Liu Teng、Li Xiangchong、Miyatake Hironao、Mohr Joseph、More Surhud、Oguri Masamune、Okabe Nobuhiro、et al.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 661 ページ: A11-A11
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202141755
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS). A complete census of X-ray properties of Subaru Hyper Suprime-Cam weak lensing shear-selected clusters in the eFEDS footprint (2022)
  • 著者名/発表者名: Ramos-Ceja M. E.、Oguri M.、Miyazaki S.、Ghirardini V.、Chiu I.、Okabe N.、Liu A.、Schrabback T.、Akino D.、Bahar Y. E.、Bulbul E.、Clerc N.、Comparat J.、Grandis S.、Klein M.、Lin Y.-T.、Merloni A.、Mitsuishi I.、Miyatake H.、More S.、Nandra K.、Nishizawa A. J.、Ota N.、Pacaud F.、Reiprich T. H.、Sanders J. S.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: - ページ: A14-A14
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202142214
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS). A multiwavelength view of WISE mid-infrared galaxies/active galactic nuclei (2022)
  • 著者名/発表者名: Toba Yoshiki、Liu Teng、Urrutia Tanya、Salvato Mara、Li Junyao、Ueda Yoshihiro、Brusa Marcella、Yutani Naomichi、Wada Keiichi、Nishizawa Atsushi J.、Buchner Johannes、Nagao Tohru、Merloni Andrea、Akiyama Masayuki、Arcodia Riccardo、Hsieh Bau-Ching、Ichikawa Kohei、Imanishi Masatoshi、Inoue, Kaiki T.、et al.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 661 ページ: A15-A15
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202141547
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS): The catalog of galaxy clusters and groups (2021)
  • 著者名/発表者名: Liu A.、Bulbul E.、Ghirardini V.、Liu T.、Klein M.、Clerc N.、Oezsoy Y.、Ramos-Ceja M. E.、Pacaud F.、Comparat J.、Okabe N.、Bahar Y. E.、et al.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: - ページ: A2-A2
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202141120
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS): Optical confirmation, redshifts, and properties of the cluster and group catalog (2021)
  • 著者名/発表者名: Klein M.、Oguri M.、Mohr J. J.、Grandis S.、Ghirardini V.、Liu T.、Liu A.、Bulbul E.、Wolf J.、Comparat J.、Ramos-Ceja M. E.、Buchner J.、Chiu I.、Clerc N.、Merloni A.、Miyatake H.、Miyazaki S.、Okabe N.、Ota N.、Pacaud F.、Salvato M.、Driver S. P.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: - ページ: A4-A4
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202141123
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Discovery of a supercluster in the eROSITA Final Equatorial Depth Survey: X-ray properties, radio halo, and double relics (2021)
  • 著者名/発表者名: Ghirardini, V., Bulbul, E., Hoang, D. N., Klein, M., Okabe, N. et al.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 647 ページ: A4-A4
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202039554
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] “Dependence of AGN fraction on cluster redshift and the distance from the cluster center viewed with Subaru Hyper Suprime-Cam”, (2022)
  • 著者名/発表者名: Y.Toba
  • 学会等名: COSPAR 2022, Athens, Greece
• [備考] An appetizer to the all-sky banquet
  • URL: https://www.mpe.mpg.de/7650552/news20210628