宇宙マイクロ波背景放射と前景放射の高精度成分分離スキームの構築

2013 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 背景放射で拓く宇宙創成の物理―インフレーションからダークエイジまで―
• 研究課題/領域番号: 21111005
• 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
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 服部 誠 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90281964)
• 研究分担者: 大坪 貴文 東北大学, 大学院理学研究科, 准教授 (50377925)
• 連携研究者: 土井 靖生 東京大学, 総合文化研究科, 助教 (70292844) ; 松元 亮治 千葉大学, 大学院理学研究科, 教授 (00209660) ; 田村 元秀 国立天文台, 光学赤外研究部, 准教授 (00260018) ; 井上 開輝 近畿大学, 理工学部, 准教授 (70388495)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: 宇宙マイクロ波背景放射 / 成分分離 / 遠赤外線天文学 / 宇宙塵 / 銀河磁場 / 磁気流体数値シミュレーション

研究概要

マイクロ波偏光観測データから宇宙マイクロ波背景放射と銀河系内星間物質からのマイクロ波放射の分離を高精度で行う成分分離スキームの完成を目指して活動した。分離スキームとして、階層ベイズ法を応用した独自のスキームの開発した。銀河系内星間物質からのマイクロ波域での偏光放射の物理的理解の深化に繋がる研究も遂行した。その一つが、日本の赤外線観測衛星「あかり」が取得した遠赤外線全天探査データからの遠赤外線宇宙地図の作成である。衛星が取得した一次データを処理し全天地図を作成する作業に、当科研費で購入した高速クラスター計算機を活用することで作業効率を飛躍的に向上させ研究期間内に完成させること出来た。

研究成果

• [雑誌論文] Far-infrared all-sky survey maps (2012)
  • 著者名/発表者名: Doi,Y., Komugi,S., Kawada,M., Tanaka,S., Arimatsu,K., Ikeda,N., Kato,D., Kitamura,Y., Nakagawa,T., Ootsubo,T., Morishima,T., Hattori,M., Tanaka,M., White,G.J., Exaluze,M., Shibai,H., AKARI
  • 雑誌名: Publications of the Korean Astronomical Society 巻: 27巻 ページ: 111-116
  • 査読あり
• [学会発表] Development of component separation scheme based on hierarchical Bayes method (2013)
  • 著者名/発表者名: Morishima,T., Hattori,M., Chinone,Y.
  • 学会等名: MPA Garching
  • 発表場所: (独)
  • 年月日: 2013-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] 宇宙背景放射(CMB)のサイエンスとPLANCKへの期待 (2011)
  • 著者名/発表者名: 服部誠
  • 学会等名: 日本物理学会シンポジウム「Physics beyond the Standard Model Exploring Early Universe and Physics beyond the Standard Model with CMB Observations
  • 発表場所: 弘前大学
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] Bolometric Interferometer (2009)
  • 著者名/発表者名: Hattori,M
  • 学会等名: The 10^<th> Workshop on Submillimter-Wave Receiver Technologies in Eastern Asia
  • 発表場所: 無錫(中国)
  • 年月日: 2009-11-16
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://www.astr.tohoku.ac.jp/~hken/MosiTen
• [備考]
  • URL: http://www.astr.tohoku.ac.jp/~hken/us.tohoku.abc
• [備考] 主に高校生へのアウトリーチを目的に2011年度、2012年度"ひらめき☆ときめきサイエンス"の企画として高校生の天文学者体験合宿講座"もしも君が杜の都で天文学者になったら。。。"(略称 もし天)の第一回と第二回を研究代表者の服部が主催した。研究分担者の大坪もこの企画の運営に積極的に貢献した。2013年度は、服部、大坪は支援者として"もし天"の運営に携わった。ここまで東北を中心に全国から延べ39名の受講生を集め活動を展開してきた。本科研費のアウトリーチ活動の一環として立ち上げた事業であったが、仙台の新しい文化活動として東北の高校生を中心に根付きつつある。2014年度の開催も決まっており、準備を進めている。高校への出前授業を毎年一回は行うことを心がけ以下の様に実施してきた。2009年度宮城県立角田高校、2010年度東北大学理学部オープンキャンパス体験授業、2011年度岩手県立盛岡第三高校、2013年度宮城県立仙台第一高校及び秋田県立秋田北高校。本新学術領域の到達目標の一つである日本独自の宇宙マイクロ波背景放射偏光観測専用観測衛星LiteBIRD 計画への天文学会会員からの幅広い理解を得る事を目的として2013年度天文学会秋季年会にてCMB 特別セッションを企画、主催した。延べ100名近い参加者を得て、天文学会会員に本新学術領域の活動内容とその意義を広める契機の一つとしての役割を果たした。東北大学天文学教室の若手研究者の育成を目的とした頭脳循環プログラムを2011年度から2013年度の3年間代表者として実施した。研究課題の一つとして、本科研費の研究目標の一つである「あかり」遠赤外線宇宙地図の作成を取り上げ、研究分担者の大坪をこの分野で先駆的研究を行った実績のあるFinkbeiner 氏の元に長期派遣した。この活動の様子は、上記ホームページの内二つ目にアップしたニュースレター第1号、5号、まとめ号、増刊号に詳しく紹介してある。 アウトリーチ活動