宇宙磁場の生成と構造形成に及ぼす影響

• 研究課題/領域番号: 25287057
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 杉山 直 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70222057)
• 研究分担者: 市來 淨與 名古屋大学, 基礎理論研究センター, 講師 (10534480)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円); 2015年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2014年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2013年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
• キーワード: 宇宙論 / 宇宙磁場 / 宇宙大規模構造 / 構造形成 / 最初期星形成 / 初期宇宙 / 非線形密度揺らぎ / 位相欠陥

研究成果の概要

宇宙磁場の起源と構造形成に及ぼす影響を調べた。具体的な成果としては、(1)磁場を生み出すベクトル成分が生じる可能性として、Einstein-aether重力理論を考えた場合、位相欠陥であるグローバル・テクスチャーや宇宙紐の場合について各々、生成される磁場を予測し、観測からモデルパラメターに対して得られる制限を明らかにした。(2)密度揺らぎの２次摂動が磁場を生み出すことから、その膨張宇宙での時間発展をすべての項を取り入れて計算することに初めて成功し、宇宙磁場の種となり得ることを明らかにした。(3)活動銀河核からの放射によって磁場が作られる可能性に着目し、生成される磁場の現実的な見積もりを与えた。

研究成果

• [国際共同研究] パリ南大学天体物理学研究所(France)
• [国際共同研究] パリ南大学宇宙天体物理学研究所(フランス)
• [雑誌論文] Primordial magnetic fields from the string network (2016)
  • 著者名/発表者名: Horiguchi, Kouichirou; Ichiki, Kiyotomo; Sugiyama, Naoshi
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 8 号: 8 ページ: 083E02-083E02
  • DOI: 10.1093/ptep/ptw108
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cosmology with the Square Kilometre Array by SKA-Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: D. Yamauchi, K. Ichik, K. Kohri et al.
  • 雑誌名: Publ.Astron.Soc.Jap 巻: 68
  • DOI: 10.1093/pasj/psw098
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Planck constraints on scalar-tensor cosmology and the variation of the gravitational constant (2016)
  • 著者名/発表者名: Junpei Oobsa, Kiyotomo Ichiki, Takeshi Chiba, Naoshi Sugiyama
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 93 号: 12 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1103/physrevd.93.122002
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Magnetic Field Spectrum at Cosmological Recombination Revisited (2015)
  • 著者名/発表者名: Shohei Saga, Kiyotomo Ichiki, Keitaro Takahashi and Naoshi Sugiyama
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 91 号: 12 ページ: 123510-123510
  • DOI: 10.1103/physrevd.91.123510
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Primordial magnetic fields from self-ordering scalar fields (2015)
  • 著者名/発表者名: Kouichirou Horiguchi, Kiyotomo Ichiki, Toyokazu Sekiguchi, Naoshi Sugiyama
  • 雑誌名: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 巻: 04 号: 04 ページ: 007-007
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2015/04/007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact of anisotropic stress of free-streaming particles on gravitational waves induced by cosmological density perturbations (2015)
  • 著者名/発表者名: S.Saga, K.Ichiki, and N.Sugiyama
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 91 号: 2 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1103/physrevd.91.024030
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 21 cm fluctuations from primordial magnetic fields (2014)
  • 著者名/発表者名: Shiraishi, Maresuke; Tashiro, Hiroyuki; Ichiki, Kiyotomo
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 89 号: 10 ページ: 103522-103522
  • DOI: 10.1103/physrevd.89.103522
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The influence of primordial magnetic fields on the spherical collapse model in cosmology (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Shibusawa, K. Ichiki, K. Kadota
  • 雑誌名: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 巻: 08 号: 08 ページ: 017-017
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2014/08/017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Implications of the B-mode Polarization Measurement for Direct Detection of Inflationary Gravitational Waves (2014)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Kuroyanagi, Shinji Tsujikawa, Takeshi Chiba, Naoshi Sugiyama
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 90, 063513 号: 6 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1103/physrevd.90.063513
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Constraining primordial vector mode from B-mode polarization (2014)
  • 著者名/発表者名: S.Saga, M.Shiraishi, and K.Ichiki
  • 雑誌名: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 巻: 10 号: 10 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2014/10/004
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Generation of magnetic fields in Einstein-aether gravity (2013)
  • 著者名/発表者名: Shohei Saga, Maresuke Shiraishi, Kiyotomo Ichiki, Naoshi Sugiyama
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 87 号: 10
  • DOI: 10.1103/physrevd.87.104025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lower Bounds on Magnetic Fields in Intergalactic Voids from Long-Term GeV-TeV Light Curves of the Blazar Mrk 421 (2013)
  • 著者名/発表者名: Keitaro Takahashi, Masaki Mori, Kiyotomo Ichiki, and Susumu Inoue, Hajime Takami
  • 雑誌名: Astrophysical Journal Letters 巻: 771, L42 号: 2 ページ: 6-6
  • DOI: 10.1088/2041-8205/771/2/l42
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scale-dependent bias due to primordial vector fields (2013)
  • 著者名/発表者名: 白石希典、横山修一郎、市來淨與、松原隆彦
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 432,3 号: 3 ページ: 2331-2338
  • DOI: 10.1093/mnras/stt594
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constraints on the multi-lognormal magnetic elds from the observations of the cosmic microwave background and the matter power spectrum (2013)
  • 著者名/発表者名: Dai G. Yamazaki, Kiyotomo Ichiki, Keitaro Takahashi
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 88 号: 10 ページ: 103011-103011
  • DOI: 10.1103/physrevd.88.103011
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of primordial black holes on 21-cm fluctuations (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Tashiro, Naoshi Sugiyama
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 435 号: 4 ページ: 3001-3008
  • DOI: 10.1093/mnras/stt1493
  • 査読あり
• [学会発表] Internal Template (2017)
  • 著者名/発表者名: 市來淨與
  • 学会等名: B-mode from space 2017 workshop
  • 発表場所: McGill University, Canada
  • 年月日: 2017-01-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 宇宙初期密度揺らぎの再構築による精密宇宙論の展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 市來淨與
  • 学会等名: SpM第4回領域会議
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
  • 年月日: 2016-06-01
• [学会発表] Small Scale Density Perturbations (2016)
  • 著者名/発表者名: 杉山直
  • 学会等名: MIAPP (Munich Institute for Astro- and Particle Physics) workshop “Cosmic Reionization”
  • 発表場所: Garching, Germany
  • 年月日: 2016-04-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] CMB偏光観測衛星LiteBIRDによるB-mode偏光の検出に向けて (2016)
  • 著者名/発表者名: 市來 淨與
  • 学会等名: セミナー型ALMAワークショップ「磁場は星形成過程のどの進化段階を律速しているのか？」
  • 発表場所: 国立天文台三鷹
  • 年月日: 2016-03-30
  • 招待講演
• [学会発表] 前景放射除去への挑戦 (2016)
  • 著者名/発表者名: 市來 淨與
  • 学会等名: 日本物理学会第７１回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 長波長電波による宇宙論 (2015)
  • 著者名/発表者名: 市來 淨與
  • 学会等名: 初代星・初代銀河研究会２０１５
  • 発表場所: 草津セミナーハウス
  • 年月日: 2015-11-30
  • 招待講演
• [学会発表] SKA-JP: Science Goal and ... (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉山 直
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会・特別セッション
  • 発表場所: 甲南大学
  • 年月日: 2015-09-11
  • 招待講演
• [学会発表] Microwave Background: Missing Link between Inflation and Cosmic Dawn (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉山 直
  • 学会等名: Dawn of New Cosmology
  • 発表場所: 台湾、台北、中央研究所
  • 年月日: 2014-12-08 – 2014-12-12
  • 招待講演
• [学会発表] CMB観測の現状と展望 (2014)
  • 著者名/発表者名: 市来淨與
  • 学会等名: 第2回 松江現象論研究会
  • 発表場所: 島根県松江市
  • 年月日: 2014-11-28 – 2014-11-30
  • 招待講演
• [学会発表] Cosmological Magnetic Fields (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉山 直
  • 学会等名: MIAPP workshop "Cosmology after PLANCK"
  • 発表場所: ドイツ、ガーチング市、MIAPP
  • 年月日: 2014-08-25 – 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] Why is the BICEP2 result so important for Cosmology? (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉山 直
  • 学会等名: the BICEP2 Symposium
  • 発表場所: 台湾、台北、台湾国立大学
  • 年月日: 2014-05-04
  • 招待講演
• [学会発表] A close look into CMB anisotropies (2014)
  • 著者名/発表者名: 市來淨與
  • 学会等名: APC-YITP collaboration: Mini-Workshop on Gravitation and Cosmology
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
  • 招待講演
• [学会発表] Why are we studying CMB? (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉山直
  • 学会等名: International Conference on Cosmic Microwave Background
  • 発表場所: 沖縄科学技術大学院大学
  • 招待講演
• [学会発表] Epoch of Reionization (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉山直
  • 学会等名: 宇宙電波懇談会2013「SKA計画」
  • 発表場所: 国立天文台三鷹キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] 赤方偏移した21cm線観測と宇宙論 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉山直
  • 学会等名: 理論天文学懇談会シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学柏キャンパス図書館
  • 招待講演
• [学会発表] Primordial Magnetic Fields and 21 cm Signal (2013)
  • 著者名/発表者名: 市來淨與
  • 学会等名: SKA Science Workshop in East Asia 2013
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 招待講演