2020 年度研究成果報告書

暗黒物質ハロー形成進化における質量集積史効果の物理機構解明とハローモデル拡張

研究課題

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研究課題/領域番号	17K05457
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関	国立天文台
研究代表者	浜名崇国立天文台, 科学研究部, 助教 (70399301)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード	観測的宇宙論
研究成果の概要	暗黒物質ハローの性質に質量集積効果を引き起こす物理メカニズムを研究した。その結果暗黒物質ハローの空間相関の強度と特異速度分散の大きさが周辺密度に最も強く依存していることを確認した。この両者が関わる相関関数の赤方空間歪みも周辺密度に強く依存しており、高領域にいる暗黒物質ハローほどより強い赤方空間歪みを生じ、低領域においては通常とは逆方向の成分が相対的に強められることがわかった。これにより赤方空間歪みの測定に用いる銀河がどのような環境に存在しているかによって異なる測定結果が得られることが分かった。このことは従来の宇宙論研究では留意されていなかった点であり本研究から得られた重要な成果の一つである。
自由記述の分野	宇宙物理
研究成果の学術的意義や社会的意義	今日の標準的構造形成シナリオでは、暗黒物質ハローは宇宙の構造形成において骨格をなす役割を果たしていると考えられている。従来、暗黒物質ハローの性質はハロー質量のみに依存すると考えられていた。しかし近年の数値シミュレーションによる暗黒物質構造形成の研究により、暗黒物質ハローの性質は質量のみではなく質量集積史にも依存する事が分かってきた。しかしこの依存性がどういった物理メカニズムで引き起こされているのかはよく理解されていなかった。本研究では暗黒物質ハローの周辺密度が質量集積史効果を引き起こす主要な物理メカニズムであることを明らかにし、その効果を取り入れたモデル拡張を行なった。