| 研究課題/領域番号 |
22K14078
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分16010:天文学関連
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| 研究機関 | 早稲田大学 (2023)
国立天文台 (2022) |
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研究代表者 |
嶋川 里澄 早稲田大学, 高等研究所, 准教授(任期付) (20823321)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 銀河 / データ天文学 / 機械学習 / 銀河天文学 / 市民科学 / 光学赤外線天文学 / データサイエンス / ビッグデータ分析・活用 / 統計的パターン認識 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
天文学はこれまで思いがけない未知の物理現象や天体の発見により大躍進を遂げてきた。当該研究は天文データに潜む革新的成果をもたらし得る未知の事象を含む、宇宙の希少現象・天体をAIの活用により意識的に徹底探索することを主眼とする。
本事業では、近年幅広い分野で応用が進む異常検知AI等の深層学習モデルを、すばる望遠鏡ビッグデータに適用することで、比類のない希少天体探査を実現する。貧血渦巻銀河・極金属欠乏銀河・低光度クエーサーと言った希少天体のブラインド探査により、これまでサンプル不足で未解決であった銀河天文学の諸問題の統計的解明、ひいては未知の宇宙物理現象の網羅的探査を成就させる。
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| 研究実績の概要 |
宇宙には多種多様な銀河が存在し、これらはさまざまな宇宙現象や周囲の環境と密接に関係していることが多くの研究によって示されてきた。結果、これらの関係性の大枠についてはコンセンサスが得られる状況にほぼ近づきつつある。一方で、大枠にハマらない・もしくはその複数の基本的形態や性質の中間にあたるような希少銀河は、サンプル数の少なさから、まだ理解が得られていない部分が多く、銀河天文学におけるミッシングピースとなっている。
当該研究は、すばる望遠鏡に搭載された超広視野可視主焦点カメラ「ハイパーシュプリームカム」で取得された大規模データに基づき、銀河の画像ビッグデータの作成し、その中から機械学習などの数理的手法を用いて宇宙でも珍しい天体を探すことを目的としている。
2023年度では、銀河形態の中でも珍しい、リング構造を持った銀河「リング銀河」のかつてない大規模探査を実施した。ハイパーシュプリームカムによって得られた70万天体に及ぶ銀河の高解像度画像データに対して、機械学習分類を実施し、およそ3万天体に及ぶリング銀河の検出に成功した (Shimakawa et al. 2024 PASJ 76 191)。またこの際、リング銀河の分類器を学習させる際に、国内初の市民天文学プロジェクト「GALAXY CRUISE」で構築された、リング銀河分類を含む第1版公開カタログを活用している。一連の結果はすばる望遠鏡ホームページからプレスリリースした。初年度の成果も加味すると、実施期間内に発行された査読論文２編を持ってして、当該研究の最低限の目標は十分に達成されたと言えるだろう。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
初年度に加えて新たに査読論文を1編発行したことで、ひとまず学術成果として当該研究の最低限の目標は十分に達成されたと考えている。また2023年度の論文成果はすばる望遠鏡ホームページのプレスリリースからも発行し、さまざまな理系メディアからも取り上げられたため、一般社会に向けにも一定の成果を上げることができたと言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
2022-2023年度における論文成果２本を中心に、すでに当研究の科学目標は最低限達成された。最終年度は、今後の発展を見据えて、当研究の理想目標である「データ駆動型（教師なし）希少天体探査」のモデル開発に取り組みたい。 これまでの二年間で、いくつかのモデル試行案の策定、およびデータセットの構築計画は完了したため、これらの元に本年度中に実際に試験を行い、今後の方向性に関して目処を立てたい。
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