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2015 年度 実績報告書

すばる超広視野深宇宙探査による精密宇宙論の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H03654
研究機関東京大学

研究代表者

高田 昌広  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 教授 (40374889)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
キーワードダークマター / ダークエネルギー / ニュートリノ
研究実績の概要

H27年度から本格的に始動した、すばる望遠鏡Hyper Suprime-Cam (HSC) 深宇宙イメージング(撮像)サーベイを念頭に、その宇宙論統計量からダークエネルギーなどの宇宙論パラメータを制限する手法を開発している。イメージングサーベイから銀河像を精密に測定することにより、手前のダークマターの空間分布を復元することができる。一方、銀河の分光サーベイは各々の銀河までの距離を測定することを可能にし、銀河の3次元分布で宇宙の大規模構造を探る強力な手段である。同じ天域領域のイメージングと分光サーベイを組み合わせることで、着目する銀河まわりのダークマターの分布を明らかにすることが可能になり、いわゆる銀河のバイアス不定性を観測的に除去することができる。H27年度は、このイメージングと分光データを組み合わせた宇宙論の解析法を開発し、実際のCanada-France-Hwaii Telescope (CFHT)イメージングサーベイとスローン・ディジタル・スカイ・サーベイ (SDSS)の分光データに適用し、宇宙論パラメータを制限することに成功した (Miyatake, More, Takada et al., 2015, ApJ, 806, 1; More, Miyatake, Takada et al., 2015, ApJ, 806, 2)。この研究では、銀河の星質量で選択した複数の銀河サンプルで同様の解析を行った。星質量で選択した銀河に関係なく、つまり異なるタイプの銀河についても、それぞれの重力レンズ効果の測定により、銀河バイアス不定性を除去することにより、宇宙論パラメータの制限がその影響を受けないことを定量的に示した。すばるHSCサーベイについても、この手法を適用し、宇宙論パラメータを制限する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

上述したように広天域銀河イメージングと分光サーベイを組み合わせた宇宙論解析手法を開発することに成功した。この手法により、銀河の重力レンズ解析によるダークマターの分布と銀河の3次元分布を比較することで、銀河バイアスという物理的な不定性を除去することができる。これまでは、イメージングと分光サーベイプロジェクトに従事する研究グループがあり、それぞれのデータを独立に解析する手法が主であった。この流れに一石をと投じる研究であり、業界で注目されている。さらに、この手法は、銀河バイアスの不定性を除去することで、ダークマターの空間分布(より正確にはそのクラスタリング統計量)から宇宙論パラメータの情報を引き出すことを可能にするので、宇宙論パラメータの制限がどのタイプの銀河を使うか(つまりバイアス不定性の程度が違う銀河)に依らずに宇宙論パラメータを制限できることを定量的に示した。これらの手法は、現在稼働中のすばるHyper Suprime-Camに適用可能であり、さらに開発中のすばる超広視野多天体分光器による分光サーベイにも適用可能である。この意味で、これらの研究は稼働中、将来計画中の広天域銀河サーベイでさらに発展し、様々な研究への応用・展開が期待できる。H27年度中には10編の論文を査読雑誌に発表しており、各々の研究において本研究者は中心的あるいは重要な役割を果たしている。また、複数の国際研究会(学会)でも招待講演に招聘されており、これらの研究成果を発表する機会、また宇宙論の展望を議論する機会を与えられている。これらの意味で、本研究課題は計画通りに順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

すばるHSCサーベイは、H26年度から本格的に始動し、これまでデータは順調に取得できている。これまでのデータを用い、開発してきたデータ解析パイプライン群をテスト、改良を行ってきている。これまでの解析により、実際のHSCデータが、仕様設計通りの性能をほぼ達成していることを確認している。これまでのデータの質、 パイプラインのプロダクト(天体検出、天体カタログ、それぞれの天体の物理量)の様々なテストしており、深刻な系統誤差は見つかっていない。また、銀河像の精密測定から、まだ初期段階であるが、宇宙の階層構造による重力レンズ効果の測定にも成功しており、いよいよこのHSCデータを用い、宇宙論研究を行う準備が整いつつある。今後は、本研究で開発した宇宙論解析手法をすばるデータに適用し、宇宙論パラメータ、特にダークエネルギー、ニュートリノ質量を制限することを目標とする。これらの宇宙論解析に必要な理論モデルについても、数値宇宙論シミュレーションを用い、宇宙論観測量の理論モデルのデータベースを構築していく予定である。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 8件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件) 備考 (2件) 学会・シンポジウム開催 (3件)

  • [国際共同研究] Princeton University/University of Chicago/Canegie Mellon University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Princeton University/University of Chicago/Canegie Mellon University
  • [国際共同研究] ASIAA(Taiwan)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      ASIAA
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      4
  • [雑誌論文] Detection of stacked filament lensing between SDSS luminous red galaxies2016

    • 著者名/発表者名
      Joseph Clampitt, Hironao Miyatake, Bhuvnesh Jain, Masahiro Takada
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 457 ページ: 2391-2400

    • DOI

      10.1093/mnras/stw142

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Separate universe consistency relation and calibration of halo bias2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Li, W. Hu, M. Takada
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 93 ページ: 063507 (14pp)

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.93.063507

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evidence of Halo Assembly Bias in Massive Clusters2016

    • 著者名/発表者名
      H. Miyatake, S. More, M. Takada et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Letters

      巻: 116 ページ: 041301 (4pp)

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.116.041301

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Geometrical constraint on curvature with BAO experiments2015

    • 著者名/発表者名
      M. Takada, O. Dore
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 92 ページ: 123518 (10pp)

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.92.123518

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Detection of universality of dark matter profile from Subaru weak lensing measurements of 50 massive clusters2015

    • 著者名/発表者名
      H. Niikura, M. Takada et al.
    • 雑誌名

      Publ. Atron. Soc. Japan

      巻: 67 ページ: 103 (24 pages)

    • DOI

      10.1093/pasj/psv090

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Properties of Weak Lensing Clusters Detected on Hyper Suprime-Cam’s 2.3 deg2 field2015

    • 著者名/発表者名
      S. Miyazaki et al. (including M. Takada 20著者中20番目)
    • 雑誌名

      The Astrophys. J.

      巻: 807 ページ: 22 (14pp)

    • DOI

      10.1088/0004-637X/807/1/22

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Weak Lensing Signal and the Clustering of BOSS Galaxies. II. Astrophysical and Cosmological Constraints2015

    • 著者名/発表者名
      S. More, H. Miyatake, M. Takada et al.
    • 雑誌名

      The Astrophys. J.

      巻: 806 ページ: 2 (17pp)

    • DOI

      10.1088/0004-637X/806/1/2

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Weak Lensing Signal and the Clustering of BOSS Galaxies. I. Measurements2015

    • 著者名/発表者名
      H. Miyatake, S. More, M. Takada et al.
    • 雑誌名

      The Astrophys. J.

      巻: 806 ページ: 1 (15pp)

    • DOI

      10.1088/0004-637X/806/1/1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 有限体積銀河サーベイの宇宙論統計量に対する大スケールゆらぎの影響 -- Super Sample Effect2016

    • 著者名/発表者名
      高田昌広
    • 学会等名
      天文学会2016年春季年会
    • 発表場所
      首都大学東京 (東京都八王子市)
    • 年月日
      2016-03-16 – 2016-03-16
  • [学会発表] Connecting Halo (peak) and Galaxy2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takada
    • 学会等名
      Statistics of Extrema in Large-Scale Structure
    • 発表場所
      Leiden University, Leiden, the Netherlands
    • 年月日
      2016-03-07 – 2016-03-11
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Halo bias2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takada
    • 学会等名
      Cosmology and First Light
    • 発表場所
      Institut Astrophysique de Paris, Paris, France
    • 年月日
      2015-12-07 – 2015-12-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Why does the Universe speed up? - Exhausted study and challenge for the future2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takada
    • 学会等名
      Unification and Development of the Neutrino Science Frontier
    • 発表場所
      ニューウェルシティー湯河原 (静岡県熱海市泉)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Halo bias, super-survey effects and cosmology2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takada
    • 学会等名
      Workshop of Observational Cosmology
    • 発表場所
      京都大学 (京都府京都市)
    • 年月日
      2015-11-18 – 2015-11-20
    • 招待講演
  • [学会発表] A pilot survey of transients in M31 - in preparation of LSST2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takada
    • 学会等名
      Subaru-Keck Synergy Workshop
    • 発表場所
      東北大学 (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-01 – 2015-09-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Baryon Acoustic Oscillation2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takada
    • 学会等名
      New Era of the Cosmic Distance Scale
    • 発表場所
      東京大学 (東京都文京区)
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 世界初! 銀河団の内部構造とダークマターの深い関係が明らかに

    • URL

      http://www.ipmu.jp/ja/20160126-galaxycluster

  • [備考] Evidence of Halo Assembly Bias in Massive Clusters

    • URL

      http://physics.aps.org/articles/v9/9

  • [学会・シンポジウム開催] Subaru HSC Collaboraion Meeting2016

    • 発表場所
      ASIAA, Taiwan
    • 年月日
      2016-01-11 – 2016-01-15
  • [学会・シンポジウム開催] Subaru PFS Collaboration Meeting2015

    • 発表場所
      LAM, Marseille, France
    • 年月日
      2015-12-14 – 2015-12-18
  • [学会・シンポジウム開催] Subaru HSC Collaboration Meeting2015

    • 発表場所
      Prinjceton University
    • 年月日
      2015-05-13 – 2015-05-15

URL: 

公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-03-01  

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