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銀河系古成分恒星系の動力学構造の観測と理論に基づく暗黒物質の解明

公募研究

研究領域なぜ宇宙は加速するのか? - 徹底的究明と将来への挑戦 -
研究課題/領域番号 18H04334
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関東北大学

研究代表者

千葉 柾司  東北大学, 理学研究科, 教授 (50217246)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード暗黒物質 / 銀河の形成と進化 / 銀河形成
研究実績の概要

銀河の質量や宇宙物質密度の大半を占める暗黒物質の正体は何か。この問題は現代物理学における最も重要な課題である。宇宙の中で1メガパーセックを超える大規模構造は、冷たい暗黒物質とよばれる素粒子によって説明可能であることが知られていて、宇宙の暗黒物質に関する標準理論になっている。しかし、銀河系や衛星銀河の空間スケールをみると、冷たい暗黒物質の理論予言と矛盾する観測事実が報告されており混沌とした状況にある。この問題の鍵は、銀河系やその衛星銀河などの近傍銀河の理解であり、特に、ミッシングサテライト問題の解明に向けて銀河系に付随する矮小銀河の数分布の決定することが重要となる。
本研究では、現在進行中のすばる望遠鏡の超広視野カメラを用いた観測データを用いて、系統的に衛星銀河の探査を進めてきた。そして、昨年度に引き続いて新たに1個の衛星銀河を発見し学術論文として発表した。そして、これまでの衛星銀河の発見率が冷たい暗黒物質の予言と大きく矛盾しないことが確実となってきたが、その最終結論に当たっては、衛星銀河の銀河系内における動径分布、特に観測が困難な銀河系ハローの外側における動径分布を導出することが重要であることがわかった。
今年度は上記の問題だけでなく、暗黒物質の大規模構造が作りだすボイド構造の統計に関わる問題、暗黒物質が原始ブラックホールであった場合のその重力レンズ効果の観測、といった諸事項においても重要な研究結果を獲得し学術論文を出版することができた。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] プリンストン大学/カリフォルニア工科大学/ジョンズ・ホプキンス大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ツーリン天文台(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] プリンストン大学/カリフォルニア工科大学/ジョン・ホプキンス大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 中央研究院天文及天文物理研究所(台湾)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Microlensing constraints on primordial black holes with Subaru/HSC Andromeda observations2019

    • 著者名/発表者名
      Niikura Hiroko、Takada Masahiro、Yasuda Naoki、Lupton Robert H.、Sumi Takahiro、More Surhud、Kurita Toshiki、Sugiyama Sunao、More Anupreeta、Oguri Masamune、Chiba Masashi
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 238 号: 6 ページ: 524-534

    • DOI

      10.1038/s41550-019-0723-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Botes. IV. A new Milky Way satellite discovered in the Subaru Hyper Suprime-Cam Survey and implications for the missing satellite problem2019

    • 著者名/発表者名
      Homma Daisuke、Chiba Masashi、Komiyama Yutaka、Tanaka Masayuki、Okamoto Sakurako、Tanaka Mikito、Ishigaki Miho N、Hayashi Kohei、Arimoto Nobuo、Carlsten Scott G、Lupton Robert H、Strauss Michael A、Miyazaki Satoshi、Torrealba Gabriel、Wang Shiang-Yu、Murayama Hitoshi
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 71 号: 5 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1093/pasj/psz076

    • 関連する報告書
      2019 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] Void Formation: Does the Void-in-Cloud Process Matter?2019

    • 著者名/発表者名
      Chan Hei Yin Jowett、Chiba Masashi、Ishiyama Tomoaki
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 490 ページ: 2405-2413

    • DOI

      10.1093/mnras/stz2786

    • 関連する報告書
      2019 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] Structure of the Milky Way stellar halo out to its outer boundary with blue horizontal-branch stars2018

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Tetsuya、Chiba Masashi、Homma Daisuke、Okamoto Sakurako、Komiyama Yutaka、Tanaka Masayuki、Tanaka Mikito、Arimoto Nobuo、Matsuno Tadafumi
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 号: 4 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1093/pasj/psy060

    • 関連する報告書
      2018 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] Near-field Cosmology with Subaru HSC and PFS2019

    • 著者名/発表者名
      千葉柾司
    • 学会等名
      Science with Subaru: An Indian Perspective
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exploring the Local Universe with TMT & Subaru2019

    • 著者名/発表者名
      千葉柾司
    • 学会等名
      すばる20周年国際研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] New Insights into the Stellar and Dark Halos in the Milky Way and Andromeda as Revealed from Subaru2019

    • 著者名/発表者名
      千葉柾司
    • 学会等名
      すばる20周年国際研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] tructures of the Milky Way stellar and dark halos revealed from the Subaru/Hyper Suprime-Cam survey2019

    • 著者名/発表者名
      千葉柾司
    • 学会等名
      「宇宙はなぜ加速するのか」新学術領域研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] PFS Galactic Archaeology2018

    • 著者名/発表者名
      千葉柾司
    • 学会等名
      PFS国際共同研究会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-08-18  

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