多波長データに基づく銀河団ダイナミクスの解明

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K03704
• 研究機関: 東邦大学
• 研究代表者: 北山 哲 東邦大学, 理学部, 教授 (00339201)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 銀河団 / X線 / ミリ波 / サブミリ波 / 宇宙論

研究実績の概要

平成３０年度は、Ｘ線天文衛星チャンドラによる高空間分解能データを用いて、銀河団　Abell 907 中心部における高温プラズマが、我々からの視線方向にそって揺動運動している兆候をとらえることに初めて成功した。また、この揺動運動の速さは、高温プラズマの音速よりは有意に小さいため、圧力平衡がほぼ保たれている可能性が高いことも明らかにした。この結果は、査読付き論文として平成３１年２月に出版された。
また、Ｘ線天文衛星ひとみが取得した高エネルギー分解能データを詳細に解析し、２－１２ keV のエネルギー帯域全体において、現状のプラズマモデルで説明できない未同定輝線は認められないことを明らかにした。この結果は、他の衛星データをもとに従来示唆されていた暗黒物質起源の新輝線の存在に対する強い反証となった。この成果は査読付き論文として出版されることが既に決定している。
さらに、オーストラリアコンパクト電波干渉計（ＡＴＣＡ）を用いて、遠方銀河団　SPT-CL J2344-4243　の中心部に存在する活動銀河核によるジェットを、ミリ波帯において初めて空間分解してとらえることに成功した。この成果をまとめた論文は現在投稿中である。
この他、アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計（ＡＬＭＡ）を用いた銀河団高温プラズマの観測データの解析や、宇宙論的大規模流体シミュレーションを用いた銀河団中心銀河の力学進化についての研究を進めている。

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

初年度より、国内外の天文衛星や望遠鏡により取得されたデータに基づく研究成果が既に得られているため。

今後の研究の推進方策

初年度に得られた成果をさらに発展させつつ研究を進めたい。特に、ＡＬＭＡを用いた銀河団プラズマに関して、複数の観測提案が採択されているので、それらを用いた研究に重点をおく予定である。

次年度使用額が生じた理由

初年度の交付額が応募額を下回ったため、当初予定していたワークステーションの購入を、次年度以降の配分額と合算して行うように計画を変更した。

研究成果

• [国際共同研究] Institute of Astronomy and Astrophysics(その他の国・地域)
  • 国名: その他の国・地域
  • 外国機関名: Institute of Astronomy and Astrophysics
• [国際共同研究] University of Cambridge/University of Southampton(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: University of Cambridge/University of Southampton
• [国際共同研究] Institute for Basic Science(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: Institute for Basic Science
• [国際共同研究] University of Maryland/University of Wisconsin/Goddard Space Flight Center(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: University of Maryland/University of Wisconsin/Goddard Space Flight Center
• [雑誌論文] Line-of-Sight Gas Sloshing in the Cool Core of Abell 907 (2019)
  • 著者名/発表者名: Ueda, Shutaro; Ichinohe, Yuto; Kitayama, Tetsu; Umetsu, Keiichi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 871 ページ: id. 207
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aafa19
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] An X-ray spectroscopic search for dark matter and unidentified line signatures in the Perseus cluster with Hitomi (2019)
  • 著者名/発表者名: Tamura, Takayuki; Fabian, Andrew C.; Gandhi, Poshak; Gu, Liyi; Kamada, Ayuki; Kitayama, Tetsu; Loewenstein, Michael; Maeda, Yoshitomo; Matsushita, Kyoko; McCammon, Dan; Mitsuda, Kazuhisa; Nakashima, Shinya; Porter, Scott; Pinto, Ciro; Sato, Kosuke; Tombesi, Francesco; Yamasaki, Noriko Y.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 71 ページ: -
  • DOI: 10.1093/pasj/psz023
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 小型衛星計画FORCE 用のX 線反射鏡開発の現状 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松本浩典、粟木久光、北山哲（１９番目）、他FORCE WG
  • 学会等名: 日本天文学会2019年春季年会
• [学会発表] 森浩二、武田彩希、北山哲（１４番目）、他FORCE WG (2019)
  • 著者名/発表者名: 軟Ｘ線から硬Ｘ線の広帯域を高感度で撮像分光する小型衛星計画FORCE の現状（８）
  • 学会等名: 日本天文学会2019年春季年会
• [学会発表] 銀河団における中心銀河とホストダークマターハローの角度相関の時間進化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡部泰三、大栗真宗、須藤靖、西道啓博、北山哲、佐々木伸、Sebastien Peirani
  • 学会等名: 日本天文学会2018年秋季年会
• [学会発表] 軟X 線から硬X 線の広帯域を高感度で撮像分光する小型衛星計画FORCE の現状(7) (2018)
  • 著者名/発表者名: 中澤知洋、森浩二、北山哲（２０番目）、他FORCE WG
  • 学会等名: 日本天文学会2018年秋季年会