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2019 年度 実績報告書

多波長宇宙論データを用いた究極的物理解析ツールの開発

計画研究

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 15H05896
研究機関東京大学

研究代表者

小松 英一郎  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 主任研究員 (00750316)

研究分担者 高橋 慶太郎  熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 准教授 (80547547)
加用 一者  東京工科大学, 教養学環, 准教授 (80377928)
研究期間 (年度) 2015-06-29 – 2020-03-31
キーワード観測的宇宙論 / 宇宙の大規模構造 / 重力レンズ効果 / スニヤエフ-ゼルドビッチ効果 / intensity mapping / 21cm線
研究実績の概要

H31年度の目標は、本研究で開発・実装した方法論とソフトウエアを拡張・応用し、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)と銀河分布の相互相関測定を用いて宇宙の熱的圧力分布の時間発展を測定すること(小松・真喜屋)、重力レンズ効果のシミュレーションツールを用い、重力レンズ効果と銀河分布の相互相関の測定の際に問題となる系統誤差を定量化すること(加用・真喜屋)、既存の21cm輝線のサーベイデータとCMBのデータとの相互相関を測定すること(高橋)であった。目標は全て達成され、それをはるかに上回る科学的成果が得られた。小松と真喜屋は、プランク衛星によって得られたCMBの熱的スニヤエフ-ゼルドビッチ効果の全天マップと、既存の全ての銀河サーベイから得られた銀河分布の全天マップとの相互相関から、宇宙の熱的圧力分布の時間発展を現在から赤方偏移1程度の遠方宇宙まで測定することに成功した。これは世界で最も高精度な測定である。さらに、すばる望遠鏡のHSCサーベイから得られた重力レンズ効果との同時解析により、銀河団の質量バイアスに新たな知見を得た。加用と真喜屋は、D01班で開発した銀河分布と重力レンズ効果の高速シミュレーションツールを用い、シミュレーションデータの正確さをこれまでにない精度で調べた。これは、ツールの高速化によって初めて可能になった。結果多くの新しい技術的な問題点を発見し、克服することにより、信頼度の高いシミュレーションを得た。熱的スニヤエフ-ゼルドビッチ効果の解析コードと重力レンズ効果のシミュレーションコードはウエブサイトを用いて全世界に公開した。高橋は、MWA実験から得られた21cm輝線のサーベイデータと、プランク衛星のCMBの温度異方性との相互相関を測定し、上限値を得た。また、将来のSKA計画から得られる21cm輝線のデータとCMBの重力レンズ効果との相互相関の検出可能性を調べた。

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。

備考

CRLは、研究代表者と共同研究者とが開発したコンピュータープログラムを公表するページである。本科研費で開発したプログラムも、このページで全世界に公表している。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] New constraints on the mass bias of galaxy clusters from the power spectra of the thermal Sunyaev-Zeldovich effect and cosmic shear2020

    • 著者名/発表者名
      Makiya Ryu、Hikage Chiaki、Komatsu Eiichiro
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 72 ページ: 26

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/pasj/psz147

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The effect of our local motion on the Sandage-Loeb test of the cosmic expansion2020

    • 著者名/発表者名
      Inoue Takuya、Komatsu Eiichiro、Aoki Wako、Chiba Takeshi、Misawa Toru、Usuda Tomonori
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 72 ページ: L1

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/pasj/psz131

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deep multiredshift limits on Epoch of Reionization 21-cm power spectra from four seasons of Murchison Widefield Array observations2020

    • 著者名/発表者名
      Trott Cathryn M、et al. [Takahashi K.を含む]
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 493 ページ: 4711~4727

    • DOI

      10.1093/mnras/staa414

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Probing small scale primordial power spectrum with 21cm line global signal2020

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Yoshiura、Keitaro Takahashi、Tomo Takahashi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 ページ: 083520

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.101.083520

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kompaneets equation for neutrinos: Application to neutrino heating in supernova explosions2019

    • 著者名/発表者名
      Suwa Yudai、Tahara Hiroaki W H、Komatsu Eiichiro
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 ページ: 083E04

    • DOI

      https://dx.doi.org/10.1093/ptep/ptz087

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simultaneous determination of the cosmic birefringence and miscalibrated polarization angles from CMB experiments2019

    • 著者名/発表者名
      Minami Yuto、Ochi Hiroki、Ichiki Kiyotomo、Katayama Nobuhiko、Komatsu Eiichiro、Matsumura Tomotake
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 ページ: 083E02

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/ptep/ptz079

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detailed study of detection method for ultralow frequency gravitational waves with pulsar spin-down rate statistics2019

    • 著者名/発表者名
      Hisano Shinnosuke、Yonemaru Naoyuki、Kumamoto Hiroki、Takahashi Keitaro
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 487 ページ: 97~103

    • DOI

      10.1093/mnras/stz1285

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gridded and direct Epoch of Reionisation bispectrum estimates using the Murchison Widefield Array2019

    • 著者名/発表者名
      Trott Cathryn M.、et al. [Takahashi K.を含む]
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Australia

      巻: 36 ページ: e023

    • DOI

      10.1017/pasa.2019.15

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Constraints on ultra-low-frequency gravitational waves with statistics of pulsar spin-down rates2019

    • 著者名/発表者名
      Kumamoto Hiroki、Imasato Yuya、Yonemaru Naoyuki、Kuroyanagi Sachiko、Takahashi Keitaro
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 489 ページ: 3547~3552

    • DOI

      10.1093/mnras/stz2321

    • 査読あり
  • [学会発表] Thermal history of the universe probed by the joint analysis of the thermal Sunyaev-Zeldovich effect and galaxy surveys2020

    • 著者名/発表者名
      真喜屋龍
    • 学会等名
      Cosmic Acceleration
    • 国際学会
  • [学会発表] HSC-PFS cross-correlation simulated by the lognormal_lens code2020

    • 著者名/発表者名
      加用一者
    • 学会等名
      Cosmic Acceleration
    • 国際学会
  • [学会発表] New constraints on the mass bias of galaxy clusters from the power spectra of the thermal Sunyaev-Zeldovich effect and cosmic shear2019

    • 著者名/発表者名
      真喜屋龍
    • 学会等名
      日本天文学会秋季年会
  • [学会発表] Current status and future tasks of the PFS cosmology2019

    • 著者名/発表者名
      真喜屋龍
    • 学会等名
      NAOJ Spec Survey Workshop
    • 招待講演
  • [学会発表] Forecast for the PFS cosmology survey2019

    • 著者名/発表者名
      真喜屋龍
    • 学会等名
      SUBARU TELESCOPE 20TH ANNIVERSARY The 5th NAOJ Symposium / The 7th Subaru Scientific Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Updates from the cosmology working group2019

    • 著者名/発表者名
      真喜屋龍
    • 学会等名
      11th PFS Collaboration meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] SKAによるパルサー研究2019

    • 著者名/発表者名
      高橋慶太郎
    • 学会等名
      SKA Japanシンポジウム2019
    • 招待講演
  • [学会発表] 系外惑星の磁場と電波放射2019

    • 著者名/発表者名
      高橋慶太郎
    • 学会等名
      日本SKAサイエンス会議「宇宙磁場」2019
  • [学会発表] Gravitational Wave Detection with Pulsar Timing Array2019

    • 著者名/発表者名
      高橋慶太郎
    • 学会等名
      East Asia SKA Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 宇宙マイクロ波背景放射2019

    • 著者名/発表者名
      小松英一郎
    • 総ページ数
      416
    • 出版者
      日本評論社
    • ISBN
      978-4-535-60745-3
  • [備考] Cosmology Routine Library (CRL)

    • URL

      https://wwwmpa.mpa-garching.mpg.de/~komatsu/codes.html

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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