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多角的な強重力レンズ解析によるハッブル定数の精密測定

研究課題

研究課題/領域番号 23K22531
補助金の研究課題番号 22H01260 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関千葉大学

研究代表者

大栗 真宗  千葉大学, 先進科学センター, 教授 (60598572)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2025年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2024年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2023年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード宇宙論 / 重力レンズ / 銀河団 / 超新星 / 観測的宇宙論 / クエーサー
研究開始時の研究の概要

本研究では、これまでの重力レンズを用いたハッブル定数測定と相補的な独自のアプローチとして、レンズ天体が銀河団の場合、および背後の遠方天体が超新星の場合の重力レンズを用いた高精度のハッブル定数の測定を目指す。本研究により近傍宇宙のハッブル定数測定の精度を高め、早期宇宙と後期宇宙のハッブル定数測定値の食い違い、いわゆるハッブル定数問題の決着を目指す。

研究実績の概要

重要な研究成果として、銀河団超新星重力レンズRefsdalの詳細解析によるハッブル定数の測定結果が得られた。光度曲線の詳細解析、及び慎重な銀河団質量モデル解析、また人為的バイアスを避けるためのブラインド解析を導入した。得られたハッブル定数の値は65 km/s/Mpc程度と比較的低い値で、興味深い結果であった。この結果は超新星重力レンズを用いた初の本格的なハッブル定数測定の結果であり、本研究課題の重要なマイルストーンとなった。この研究成果はScience誌に掲載され、大きな注目を集めている。
もう一つの重要な研究成果として、銀河団重力レンズSDSS J1004+4112を用いたハッブル定数測定の結果がある。我々の解析では銀河団質量モデルの不定性に特に注意を払い、ハローの質量分布や摂動などの仮定を変えた16個の質量モデルを考え、質量モデルの仮定がハッブル定数測定に大きな影響を与えることを示した。このように16個もの多くの異なる質量モデルを考えてハッブル定数測定への影響を調べた論文は過去に例がなく、質量モデルとハッブル定数の関係の理解を大きく進展される結果である。
その他にも多くの重要な進展が得られている。ガイア衛星観測データを活用したクエーサー重力レンズ探査やジェームズウェッブ宇宙望遠鏡データ解析などでいくつかの重要な研究成果が得られ、また重力レンズクエーサーと重力レンズ超新星の新しい現実的な模擬カタログ作成のためのコード開発も順調に進み、最初の結果が既に得られている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

既にハッブル定数測定の結果を複数出版できており、その他の研究成果も当初の予定を上回るペースで得られているため。

今後の研究の推進方策

引き続き他の重力レンズ系におけるハッブル定数測定を進め、質量分布との関係を慎重に調査する。また現実的な模擬重力レンズカタログの作成も進める。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 17件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 17件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] ミネソタ大学/南カリフォルニア大学/UCLA(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] ベングリオン大学(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] バスク大学/IFCS(スペイン)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] U. Minnesota/U. Arizona/U. Illinois(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] U. Basque Country/IFCA/CSIC-INTA(スペイン)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] U. Bonn/MPE/LMU(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] U. Durham/U. Manchester(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Constraints on the Hubble constant from supernova Refsdal’s reappearance2023

    • 著者名/発表者名
      Kelly Patrick L.、Rodney Steven、Treu Tommaso、Oguri Masamune、et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 380 号: 6649

    • DOI

      10.1126/science.abh1322

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Magnificent Five Images of Supernova Refsdal: Time Delay and Magnification Measurements2023

    • 著者名/発表者名
      Kelly Patrick L.、Rodney Steven、Treu Tommaso、、、Oguri Maamune、、、et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 948 号: 2 ページ: 93-93

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac4ccb

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hubble constant from the cluster-lensed quasar system SDSS <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">J</mml:mi><mml:mn>1004</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4112</mml:mn></mml:mrow></mml:math>: Investigation of the lens model dependence2023

    • 著者名/発表者名
      Liu Yuting、Oguri Masamune、Cao Shuo
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 108 号: 8 ページ: 083532-083532

    • DOI

      10.1103/physrevd.108.083532

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A close quasar pair in a disk?disk galaxy merger at z = 2.172023

    • 著者名/発表者名
      Chen Yu-Ching、Liu Xin、Foord Adi、Shen Yue、Oguri Masamune、Chen Nianyi、Di Matteo Tiziana、Holgado Miguel、Hwang Hsiang-Chih、Zakamska Nadia
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 616 号: 7955 ページ: 45-49

    • DOI

      10.1038/s41586-023-05766-6

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] JWST Reveals a Possible z ? 11 Galaxy Merger in Triply Lensed MACS0647?JD2023

    • 著者名/発表者名
      Hsiao Tiger Yu-Yang、Coe Dan、Abdurro’uf、Whitler Lily、Jung Intae、、、Masamune Oguri、、、 et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 949 号: 2 ページ: L34-L34

    • DOI

      10.3847/2041-8213/acc94b

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Flashlights: an off-caustic lensed star at redshift <i>z</i> = 1.26 in Abell 3702023

    • 著者名/発表者名
      Meena Ashish Kumar、Chen Wenlei、Zitrin Adi、Kelly Patrick L、Golubchik Miriam、Zhou Rui、Alfred Amruth、Broadhurst Tom、Diego Jose M、Filippenko Alexei V、Li Sung Kei、Oguri Masamune、Smith Nathan、Williams Liliya L R
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 521 号: 4 ページ: 5224-5231

    • DOI

      10.1093/mnras/stad869

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Varstrometry for Off-nucleus and Dual Subkiloparsec AGN (VODKA). SDSS J1608+2716: A Subarcsecond Quadruply Lensed Quasar at z = 2.5752023

    • 著者名/発表者名
      Li Junyao、Liu Xin、Shen Yue、Oguri Masamune、Gross Arran C.、Zakamska Nadia L.、Chen Yu-Ching、Hwang Hsiang-Chih
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 955 号: 1 ページ: L16-L16

    • DOI

      10.3847/2041-8213/acf27a

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Varstrometry for Off-nucleus and Dual Subkiloparsec Active Galactic Nuclei (VODKA): Investigating the Nature of SDSS J0823+2418 at z = 1.81, A Likely Lensed Quasar2023

    • 著者名/発表者名
      Gross Arran C.、Chen Yu-Ching、Foord Adi、Liu Xin、Shen Yue、Oguri Masamune、Goulding Andy、Hwang Hsiang-Chih、Zakamska Nadia L.、Ma ? Yilun 逸?、Nolan Liam
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 956 号: 2 ページ: 117-117

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acf469

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evolution of the Mass-Metallicity Relation from Redshift z ? 8 to the Local Universe2023

    • 著者名/発表者名
      Langeroodi Danial、Hjorth Jens、Chen Wenlei、Kelly Patrick L.、、、Oguri Masamune、、、 et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 957 号: 1 ページ: 39-39

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acdbc1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Survey of gravitationally lensed objects in HSC imaging (SuGOHI) - IX. Discovery of strongly lensed quasar candidates2023

    • 著者名/発表者名
      Chan James H H、Wong Kenneth C、Ding Xuheng、Chao Dani、Chiu I-Non、Jaelani Anton T、Kayo Issha、More Anupreeta、Oguri Masamune、Suyu Sherry H
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 527 号: 3 ページ: 6253-6275

    • DOI

      10.1093/mnras/stad2953

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 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)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

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Statistics of Galactic-scale Quasar Pairs at Cosmic Noon2023

    • 著者名/発表者名
      Shen Yue、Hwang Hsiang-Chih、Oguri Masamune、Chen Nianyi、Matteo Tiziana Di、Ni Yueying、Bird Simeon、Zakamska Nadia、Liu Xin、Chen Yu-Ching、Kratter Kaitlin M.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 943 号: 1 ページ: 38-38

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aca662

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatially Resolved Stellar Populations of 0.3 <~ z <~ 6.0 Galaxies in WHL 0137?08 and MACS 0647+70 Clusters as Revealed by JWST: How Do Galaxies Grow and Quench over Cosmic Time?2023

    • 著者名/発表者名
      Abdurro’uf,,, Oguri, Masamune (12 th),, (23 authors in total)
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 945 号: 2 ページ: 117-117

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acba06

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Comprehensive Study of Galaxies at z >~ 9 ~ 16 Found in the Early JWST Data: Ultraviolet Luminosity Functions and Cosmic Star Formation History at the Pre-reionization Epoch2023

    • 著者名/発表者名
      Harikane Yuichi、Ouchi Masami、Oguri Masamune、Ono Yoshiaki、Nakajima Kimihiko、Isobe Yuki、Umeda Hiroya、Mawatari Ken、Zhang Yechi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 265 号: 1 ページ: 5-5

    • DOI

      10.3847/1538-4365/acaaa9

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Gravitationally lensed quasars in Gaia. IV. 150 new lenses, quasar pairs, and projected quasars2022

    • 著者名/発表者名
      Lemon C、Anguita T、Auger-Williams M W、Courbin F、Galan A、McMahon R、Neira F、Oguri M、Schechter P、Shajib A、Treu T、Agnello A、Spiniello C
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 520 号: 3 ページ: 3305-3328

    • DOI

      10.1093/mnras/stac3721

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ALMA Lensing Cluster Survey: ALMA-Herschel Joint Study of Lensed Dusty Star-forming Galaxies across z ? 0.5 ? 62022

    • 著者名/発表者名
      Sun Fengwu et al. (incl. Kana Morokuma-Matsui)
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 932 号: 2 ページ: 77-77

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac6e3f

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Shock cooling of a red-supergiant supernova at redshift 3 in lensed images2022

    • 著者名/発表者名
      Chen Wenlei、Kelly Patrick L.、Oguri Masamune、Broadhurst Thomas J.、Diego Jose M.、Emami Najmeh、Filippenko Alexei V.、Treu Tommaso L.、Zitrin Adi
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 611 号: 7935 ページ: 256-259

    • DOI

      10.1038/s41586-022-05252-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Weak lensing analysis2024

    • 著者名/発表者名
      Masamune Oguri
    • 学会等名
      International Workshop KEK-Cosmo 2024 ``Statistical Analysis of Random Fields in Cosmology''
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Strong lens modeling of clusters with JWST data2023

    • 著者名/発表者名
      Masamune Oguri
    • 学会等名
      IAUS 381: Strong gravitational lensing in the era of Big Data
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitationally lensed supernovae2023

    • 著者名/発表者名
      Masamune Oguri
    • 学会等名
      The 14th RESCEU International Symposium ``From Large to Small Structures in the Universe''
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitational lensing to measure the Hubble parameter2023

    • 著者名/発表者名
      Masamune Oguri
    • 学会等名
      Hubble Tension 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 世界初!光り輝くブラックホールのペアを遠方宇宙で発見

    • URL

      https://www.chiba-u.ac.jp/news/notice/post_10.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 「再出現」した超新星爆発の観測により宇宙の膨張速度を測定

    • URL

      https://www.chiba-u.ac.jp/news/research-collab/50.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 115億光年の遠方から届いた超新星爆発初期の様子

    • URL

      https://www.chiba-u.ac.jp/others/topics/info/115_2.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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