宇宙の構造形成における重力非線形成長の理論研究と観測的宇宙論への応用

• 研究課題/領域番号: 26400264
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 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: 京都産業大学 (2016); 東北大学 (2014-2015)
• 研究代表者: 二間瀬 敏史 京都産業大学, 理学部, 教授 (20209141)
• 研究協力者: Mellier Y. パリ天文台, 教授 ; Einsenstein D. ハーバード大学, 天文学部, 教授 ; 梅津 敬一 中央研究院, 天文・天体物理研究所, 教授 ; 大倉 悠貴 理化学研究所, ポストドク ; 岡部 信広 広島大学, 特任助教
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 弱い重力レンズ / 銀河団 / 暗黒物質 / 暗黒エネルギー / 宇宙の大規模構造 / 超新星 / 超新星サーベイ / 重力レンズ / ニュートリノ / PSF補正 / Ia型超新星 / 見掛けに明るさと赤方偏移関係 / 構造形成 / 宇宙シア

研究成果の概要

暗黒エネルギーの観測的研究のために宇宙の大規模構造による弱い重力レンズ解析において重要な高精度な背景銀河形状測定法を開発した。近傍銀河団に対して弱い重力レンズによって内部の暗黒物質部分ハローを検出し、その統計的な性質が冷たい暗黒物質に基づく構造形成理論と矛盾しないことを初めて示した。我々がその存在を予言した銀河団のつくる新種の重力レンズ像が2009年に発見された。この像をつくる背景銀河の赤方偏移が暗黒エネルギーに敏感に依存することを示し、新たな暗黒エネルギーの観測方法を提案した。大規模構造が超新星の明るさに与える効果を定量的に調べることで、ニュートリノ質量の上限がえられることを示した。

研究成果

• [国際共同研究] アメリカ/University of Birmingham/Univerisity of Arizona(英国)
• [国際共同研究] national Taiwan University/Academia Sinica(台湾)
• [国際共同研究] University of Birmingham/Liverpool John Moores University/Durham University(英国)
• [国際共同研究] Università degli Studi di Roma(イタリア)
• [国際共同研究] MaxPlanck-Institut für Astrophysik(ドイツ)
• [国際共同研究] University of Helsinki(フィンランド)
• [国際共同研究] University of Michigan/University of Arizona(米国)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] Constraints on Neutrino Masses from the Lensing Dispersion of Type Ia Supernovae (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryuichiro Hada and Toshifumi Futamase
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 828 (Issue 2) 号: 2 ページ: 112-112
  • DOI: 10.3847/0004-637x/828/2/112
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Systematic Error Test for PSF Correction in Weak Gravitational Lensing Shear Measurement By the ERA Method By Idealizing PSF (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Okura & T. Futamase
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 827 号: 2 ページ: 138-138
  • DOI: 10.3847/0004-637x/827/2/138
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] LOCuSS:Testing hydrostatic equilibrium in galaxy clusters (2016)
  • 著者名/発表者名: G. Smith, P. Mazzotta, N. Okabe, F. Ziparo, S. Mulroy, A. Babul, A. Finoguenov, I. AmaCarthy, M.Lieu, Y. Bahe, H. Bourdin, T. Futamase, C. Hines, M. Jauzac, D.Marrone, R. Martino, J.Taylor, K. Umetsu
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 456 ページ: 74-78
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Central Mass Profiles of the Nearby Cool-core Galaxy Clusters Hydra A and A478 (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Okabe, K. Umetsu, T. Tamura, Y. Fujita, M. Takizawa, K. Matsushita, Y. Fukazawa, T. Futamase, M. Kawaharada, S. Miyazaki, Y. Mochizuki, K. Nakazawa, T. Ohashi, N. Ota, T. Sasaki, K. Sato, & S. I. Tam
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 456 号: 4 ページ: 4475-4487
  • DOI: 10.1093/mnras/stv2916
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] LoCuSS: Testing hydrostatic equilibrium in galaxy clusters (2016)
  • 著者名/発表者名: G.P. Smith, P. Mazzotta, N. Okabe, F. Ziparo, S.L. Mulroy, A. Babul, A. Finoguenov, I.G. McCarthu, H. Bourdin, A.E. Evard, T. Futamase, C.P. Haines, M. Jauzac, D.P. Marrone, R. Martin, P.E. May
  • 雑誌名: Monthly Notrices of Royal Astronomical Society 巻: 2016 号: 1 ページ: L74-L78
  • DOI: 10.1093/mnrasl/slv175
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A new weak lensing shear analysis method using ellipticity defined by 0th order moments (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Okura and T. Futamase
  • 雑誌名: Astronomy and Astrophysics 巻: 576 ページ: A63-A63
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201425450
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Lens Statistics with Gravitationally Lensed yet Morphologically (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Masayo & T. Futamase
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 805 号: 2 ページ: 184-184
  • DOI: 10.1088/0004-637x/805/2/184
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gravitational lensing in cosmology (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Futamase
  • 雑誌名: International Journal of Modern Physics D 巻: 24 号: 05 ページ: 1540011-1540011
  • DOI: 10.1142/s0218271815300116
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The magnitude-redshift relation in a realistic inhomogeneous universe (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Hada, T. Futamase
  • 雑誌名: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 巻: 12 号: 12 ページ: 042-042
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2014/12/042
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Comparison of strong gravitational lens model software I. Redshift and model dependence of time delay and mass calculation (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Lefore and T. Futamase
  • 雑誌名: Astronomy and Computing 巻: 6 ページ: 28-40
  • DOI: 10.1016/j.ascom.2014.04.006
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] A New Method for Point-Spread Function Correction Using the Ellipticity of Re-smeared Artificial Images in Weak Gravitational Lensing Shear Analysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Okura and T. Futamase
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 792 号: 2 ページ: 104-104
  • DOI: 10.1088/0004-637x/792/2/104
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Universal profiles of the intracluster medium from Suzaku X-ray and Subaru weak-lensing observations (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Okabe, K. Uetsu, T. Tamura, Y. Fujita, M. Takizawa, Y.-Y. Zhang, K. Matsushita, T. Hamana, Y. Fukazawa, Yasushi, T. Futamase, M. Kawaharada, S. Miyazaki, Y. Mochizuki, K. Nakazawa, T. Ohashi, N. Ota, T. Sasaki, K. Sato, S. Tam
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 66 号: 5 ページ: 99-99
  • DOI: 10.1093/pasj/psu075
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Weak Gravitational Lensing applied for Cosmology and Theory of Gravity (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Futamase
  • 学会等名: Sendai Workshop on Quantum Information Physics 2017
  • 発表場所: 東北大学（宮城県、仙台市）
  • 年月日: 2017-03-13
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Review of Gravitational Lensing (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Futamase
  • 学会等名: 理論懇談会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県、仙台市）
  • 年月日: 2016-12-20
  • 招待講演
• [学会発表] Weak Lensing Study of Subhalos in Very Nearby Galaxy Clusters (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Futamase
  • 学会等名: Cosmic Microwave Background, Large Scale Syructure and 21co Survey
  • 発表場所: Ｕｎｉｖｅｒｉｄａｄ Ａｕｔｏｎｏｍａ ｄｅ Ｍａｄｒｉｄ（Madrid, Spain）
  • 年月日: 2016-06-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] What is Einstein's General Relativity and current frontier science using GR (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Futamase
  • 学会等名: Celebrating A Century of General Relativity Einstein dan International Year of Light
  • 発表場所: Bandung, Indonesia
  • 年月日: 2015-08-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 非一様宇宙における距離・赤方偏移関係 (2015)
  • 著者名/発表者名: 羽田龍一郎、二間瀬敏史
  • 学会等名: 日本天文学会春季年会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2015-03-20
• [学会発表] The lensing statistics with gravitationally lensed yet morphologically regular images (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Morioka, T. Futamase
  • 学会等名: The Yale Frontier Field Workshop
  • 発表場所: Yale University（ニューヘブン市、 USA）
  • 年月日: 2014-11-12 – 2014-11-14
• [学会発表] GRAMORsを用いた宇宙論パラメータの制限 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森岡昌代、二間瀬敏史
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 山形大学（山形県、山形市）
  • 年月日: 2014-09-12
• [図書] Equation of Motion in Relativistic Gravity (2015)
  • 著者名/発表者名: W.G. Dixon, Y. N. Obukhov, D. Puetzfeld, D. Giulini, R. Plyatsko, M. Fenkola, D. Singh, L. filipe, O.Costa, R.F. Connel, Y. Itin, J.S. Alexander, T. Futamase, A. I. Harte, A Pound, B wardell, V. Perlick, L.. Andersson, O. Semerak, P. Sukava, G. Scaefer, J. Steinhoff,
  • 総ページ数: 687
  • 出版者: Springer
• [図書] "Gravitational lensing in Cosmology" in "One haundred Years of General Relativity" (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Futamase
  • 出版者: World Scientific Publishing Company