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宇宙論的中性水素の21cm線で探る初代星の物理とその後の構造形成史

研究課題

研究課題/領域番号 26887020
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
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

田代 寛之  名古屋大学, PhD登龍門推進室(理), 講師 (40437190)

研究期間 (年度) 2014-08-29 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード宇宙論 / 初代星 / 電波天文 / 磁場
研究実績の概要

本研究では、宇宙論的21cm線を用いて初代星に関連する物理をどの程度まで明らかにできるのかを理論的に評価することが目的である。
そのため本年度は、初代星物理において最も高エネルギーな現象、初代星の超新星に注目し、その爆発による宇宙論的21cm線のシグナルの理論的予言をおこなった。その結果、超新星爆発としての現象は短時間であっても、その後、超新星残骸として輝き続けるため、長時間の間(具体的には100万年くらい)超新星残骸特有の21cm線シグナルが現れることを示した。また、超新星爆発は初代星質量によっているため、シグナルの空間的広がりが初代星の質量に関連づけれる可能性があることを示した。これらの成果は英国王立天文学会による学術誌(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)で発表すべく、投稿準備中である。
またこれに並行して、初代星の形成史に非常に影響をあたえる宇宙初期磁場に関する研究もおこなった。具体的には、ガンマ線観測望遠鏡Fermiの観測データを用いた宇宙論的スケールの磁場への強度制限や、初期宇宙インフレーションモデルにおける磁場生成の可能性の研究をおこなった。これらの成果は全て英語学術誌において発表された。
そのほかにも、宇宙論的21cm線を用いたダークマターの素粒子論的性質に関する研究も行い、その中では、初代星の形成にどのような影響を与えるかを議論した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Parity-odd correlators of diffuse gamma-rays and intergalactic magnetic fields2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Tashiro, Tanmay Vachaspati
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 448 号: 1 ページ: 299-306

    • DOI

      10.1093/mnras/stu2736

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Search for CP violating signature of intergalactic magnetic helicity in the gamma-ray sky2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Tashiro, Wenlei Chen, Francesc Ferrer, Tanmay Vachaspati
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      巻: 445 号: 1 ページ: L41-L45

    • DOI

      10.1093/mnrasl/slu134

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Constraining warm dark matter with 21 cm line fluctuations due to minihalos2014

    • 著者名/発表者名
      Toyokazu Sekiguchi, Hiroyuki Tashiro
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 8 号: 08 ページ: 007-007

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2014/08/007

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of dark matter-baryon scattering on redshifted 21 cm signals2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Tashiro, Kenji Kadota, Joseph Silk
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 90 号: 8

    • DOI

      10.1103/physrevd.90.083522

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 中性水素21cm線で探る宇宙再電離史2015

    • 著者名/発表者名
      田代 寛之
    • 学会等名
      初代星・初代銀河研究会2015
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-01-19 – 2015-01-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 宇宙ガンマ線背景放射で探る宇宙論的磁場のヘリシティ2014

    • 著者名/発表者名
      田代 寛之
    • 学会等名
      第3回観測的宇宙論ワークショップ
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-11-26 – 2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙ガンマ線背景放射にみる CP 対 称性の破れの兆候2014

    • 著者名/発表者名
      田代 寛之
    • 学会等名
      日本天文学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      山形
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-09-09   更新日: 2016-06-01  

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