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新世代多天体分光器PFSで探る宇宙の構造形成史

研究課題

研究課題/領域番号 20K14515
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関東京大学

研究代表者

真喜屋 龍  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 客員准科学研究員 (00776031)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2022年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード宇宙論 / 大規模構造 / 星間ダスト / 重力レンズ / 銀河形成
研究開始時の研究の概要

この宇宙に存在する無数の銀河は、ただランダムに存在するのではなく「大規模構造」と呼ばれる疎密構造を形成して存在している。この構造の分析から重力モデルや宇宙の組成比といった重要な情報を引き出すことができるため、大規模構造の観測は現代宇宙論の重要な探査プローブとなっている。本研究計画では、次世代の大規模構造観測計画である「すばるPFS計画」に向けて宇宙論的銀河形成モデルを開発する。開発されたモデルを用いて具体的な観測計画を立案し、さらには実データとの比較から宇宙論モデル・銀河形成モデルに新たな制限を与えることを目指す。

研究実績の概要

今年度も引き続き、宇宙論的銀河サーベイに向けた銀河形成シミュレーションの開発を行った。以下詳細を述べる。
この宇宙には無数の銀河が存在しているが、それらは空間的にランダムに散らばっているわけではなく、大規模構造とよばれる疎密構造をなしている。その大規模構造の形状や構造の形成速度は、宇宙のエネルギー密度の分布や重力のモデルと密接に関連している。そのため、大量の銀河を観測して大規模構造をマッピングすることができれば、宇宙論モデルや重力理論の理解を深めることができる。
日本においても、すばる望遠鏡に搭載予定の次世代観測装置 Prime Focus Spectrograph (PFS) を用いた大規模銀河サーベイが計画されている。本研究課題の目的は、このPFSによる宇宙論的銀河サーベイに向けて数値シミュレーションコードを開発すること、さらにそのシミュレーションを用いて実際の観測に伴う統計誤差・系統誤差を見積もったり、データから効率よく物理的情報を引き出す手法を開発することである。
今年度は主に、これまで開発してきた銀河形成モデルに新たに銀河間ダストの形成機構を組みこむ研究を行った。
銀河間ダストには星からの光を吸収・再放射する性質があり、銀河の「見え方」を決定する非常に重要な要素である。しかしながら、その形成・成長過程は複雑であり、宇宙論的銀河形成モデルでは経験的な式でダスト存在量を与えるのが一般的であった。今回は新たに、ダストの質量・サイズ分布の変化を物理的な式にもとづいて解くことで、星質量・金属量・星形成率といった銀河のその他の物理量と一貫性のある形でダスト存在量を計算することができるようになった。
この成果は論文としてまとめられ、現在投稿中である(Makiya and Hirashita 2022)。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ASIAA, Taiwan(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] 台湾中央研究院(その他の国・地域 台湾)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Max Planck Institute for Astrophysics(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Johns Hopkins University/Ohio state university/Princeton university(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ASIAA(その他の国・地域(台湾))

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Mitigating the impact of fiber assignment on the measurement of galaxy-lensing cross correlation2022

    • 著者名/発表者名
      Makiya Ryu、Sunayama Tomomi
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2022 号: 03 ページ: 008-008

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2022/03/008

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ray-tracing log-normal simulation for weak gravitational lensing: applicationto the cross-correlation with galaxies2021

    • 著者名/発表者名
      Makiya Ryu、Kayo Issha、Komatsu Eiichiro
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2021 号: 03 ページ: 095-095

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2021/03/095

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Thermal and Gravitational Energy Densities in the Large-scale Structure of the Universe2021

    • 著者名/発表者名
      Chiang Yi-Kuan、Makiya Ryu、Komatsu Eiichiro、Menard Brice
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 910 号: 1 ページ: 32-32

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abe387

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Cosmic Thermal History Probed by Sunyaev Zeldovich Effect Tomography2020

    • 著者名/発表者名
      Chiang Yi-Kuan、Makiya Ryu、Menard Brice、Komatsu Eiichiro
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 902 号: 1 ページ: 56-56

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abb403

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Mitigating the impact of fiber assignment on the measurement of galaxy-lensing cross correlation2022

    • 著者名/発表者名
      PFS 13th collaboration meeting
    • 学会等名
      PFS collaboration
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 宇宙の温度変化の歴史が明らかに -スニヤエフ・ゼルドヴィッチ効果を用いた宇宙の温度変化の初測定-

    • URL

      https://www.ipmu.jp/ja/20201110-CosmicThermal_History

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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