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2020 年度 実績報告書

全天ガンマ線データの統計的解析による暗黒物質粒子の探査

研究課題

研究課題/領域番号 17H04836
研究機関東京大学

研究代表者

安藤 真一郎  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 客員科学研究員 (80791970)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード暗黒物質対消滅 / 高エネルギー天体 / 全天ガンマ線解析
研究実績の概要

前年度までに構築したサブハローの準解析的モデルを、銀河内の衛星銀河に適用することで、密度プロファイルの見積もりの精度を向上させることに成功した。この結果、衛星銀河を取り囲むように存在する暗黒物質サブハローにおける暗黒物質対消滅レートを先行研究のものと比べてファクター7に及ぶ違いがあることを指摘した。衛星矮小銀河は暗黒物質対消滅の制限を与える上で、主要な天体と捉えられており、この制限に関して従来の理解を大きく書き換えた意義は非常に大きい。この結果はPhysical Reivew D 102巻、061302 (2020)として出版した。
この結果を、X線からのステライルニュートリノへの制限へと適用した結果や、さらには銀河ハローから将来X線計画eROSITAでステライルニュートリノの崩壊寿命にどの程度の制限がかせるかも調べており、それぞれPhysical Review D 104巻、023021, 023022 (2021)として出版している。またwinoと呼ばれる有力な暗黒物質に対するCherenkov Telescope ArrayというTeVガンマ線望遠鏡の感度についても調べ、Physical Review D 101巻、023016 (2021)に出版した。
さらには、本計画で確立した、ガンマ線背景放射のクロス相関の手法を、宇宙マイクロ波背景放射におけるSunyaev-Zel'dovich効果に適用し、こちらもPhysical Review D 104巻、103022 (2021)に出版している。
このように本計画ではサブハローの準解析的モデルを構築、それを用いたクロス相関などの統計的手法を駆使することにより、暗黒物質の正体にこれまで以上に深く迫ったということができる。

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] アムステルダム大学(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      アムステルダム大学
  • [国際共同研究] インペリアルカレッジ・ロンドン(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      インペリアルカレッジ・ロンドン
  • [国際共同研究] カーネギーメロン大学/ヴァージニア工科大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      カーネギーメロン大学/ヴァージニア工科大学
  • [国際共同研究] 香港中文大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      香港中文大学
  • [雑誌論文] Cherenkov Telescope Array sensitivity to the putative millisecond pulsar population responsible for the Galactic Centre excess2021

    • 著者名/発表者名
      Macias Oscar、van Leijen Harm、Song Deheng、Ando Shin’ichiro、Horiuchi Shunsaku、Crocker Roland M
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 506 ページ: 1741~1760

    • DOI

      10.1093/mnras/stab1450

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sommerfeld-enhanced dark matter searches with dwarf spheroidal galaxies2021

    • 著者名/発表者名
      Ando Shin’ichiro、Ishiwata Koji
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 104 ページ: 023016

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.104.023016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decaying dark matter in dwarf spheroidal galaxies: Prospects for x-ray and gamma-ray telescopes2021

    • 著者名/発表者名
      Ando Shin’ichiro、Barik Suvendu K.、Feng Zhuoran、Finetti Marco、Chaves Andreas Guerra、Kanuri Sahaja、Kleverlaan Jorinde、Ma Yixuan、Di Serracapriola Nicolo Maresca、Meinema Matthew S. P.、Martinez Imanol Navarro、Ng Kenny C. Y.、Peerbooms Ebo、van Veen Casper A.、Zimmer Fabian
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 104 ページ: 023022

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.104.023022

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Searches for sterile neutrinos and axionlike particles from the Galactic halo with eROSITA2021

    • 著者名/発表者名
      Dekker Ariane、Peerbooms Ebo、Zimmer Fabian、Ng Kenny C. Y.、Ando Shin’ichiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 104 ページ: 023021

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.104.023021

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Virial Halo Mass Function in the Planck Cosmology2021

    • 著者名/発表者名
      Shirasaki Masato、Ishiyama Tomoaki、Ando Shin’ichiro
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 922 ページ: 89~89

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac214b

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Probing dark matter signals in neutrino telescopes through angular power spectrum2020

    • 著者名/発表者名
      Dekker Ariane、Chianese Marco、Ando Shin'ichiro
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2020 ページ: 007~007

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2020/09/007

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cross-correlation of the extragalactic gamma-ray background with the thermal Sunyaev-Zel’dovich effect in the cosmic microwave background2020

    • 著者名/発表者名
      Shirasaki Masato、Macias Oscar、Ando Shin’ichiro、Horiuchi Shunsaku、Yoshida Naoki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 ページ: 103022

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.101.103022

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure formation models weaken limits on WIMP dark matter from dwarf spheroidal galaxies2020

    • 著者名/発表者名
      Ando Shin’ichiro、Geringer-Sameth Alex、Hiroshima Nagisa、Hoof Sebastian、Trotta Roberto、Walker Matthew G.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 ページ: 061302

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.102.061302

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Cosmic Neutrinos: From meV to PeV2021

    • 著者名/発表者名
      安藤真一郎
    • 学会等名
      25th Symposium on Astroparticle Physics in the Netherlands
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ダークマター:小規模構造と高エネルギー観測への示唆2021

    • 著者名/発表者名
      安藤真一郎
    • 学会等名
      高エネルギー宇宙物理学研究会
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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