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2023 年度 実績報告書

すばる精密宇宙論によるダークマター、ダークエネルギーおよび背景重力波の究明

研究課題

研究課題/領域番号 19H00677
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)

研究分担者 宮武 広直  名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 准教授 (20784937)
西道 啓博  京都産業大学, 理学部, 准教授 (60795417)
正木 彰伍  鈴鹿工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (80826280)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワードダークマター / ダークエネルギー / 背景重力波
研究実績の概要

すばる望遠鏡の広天域銀河サーベイは、日本が主導して行う初めての宇宙論サーベイである。このすばる宇宙論データから、ダークマター、ダークエネルギー、ニュートリノの質量、また背景重力波などの物理を究明することが本研究の目的である。2023年度は、すばるHyper Suprime-Cam (HSC)の3年間データから宇宙構造の弱重力レンズ効果を精密に測定し、宇宙の標準理論ΛCDMの予言と比較することで、ΛCDMの物理パラメータを精密に測定した。特に、限宇宙の構造形成の進行度合いを特徴付けるパラメータ「S8」を4%程度の精度で測定することができた。その結果、すばるHSCの測定したS8の値は、Planck宇宙背景放射データが示唆するS8の値と2σ程度の有意性で一致しない、つまりS8不一致問題を確認した。この結果は、世界でも注目されており、活発な議論を巻き起こしている。また、この研究成果については、本代表研究者がアジア地区国際天文学連合の国際会議での基調講演、アインシュタインが所属したプリンストン高等研究所の談話講演を行った。
さらに、宇宙のはじまりに起こった加速膨張インフレーションは様々な波長の原始ゆらぎを生成する。インフレーションの物理過程を解明する糸口になると期待されるのが、原始非ガウス性である。非等方的な原始非ガウス性を探る新たな手段として、銀河の固有形状の長波長スケールの相関を用いる方法がある。本研究グループは、銀河の固有形状のパワースペクトルを測定する手法を世界で初めて開発し、実際の銀河サーベイデータからパワースペクトルを測定し、さらに非等方非ガウス性を制限した(Kurita & Takada 2023)。つまり、理論、測定、物理解析の全てを行った。この銀河固有形状の相関は背景重力波を探る手段にもなり得るが、我々の研究がその手法を与えると期待される。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (53件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (27件) (うち国際共著 19件、 査読あり 27件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 12件、 招待講演 12件) 備考 (4件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] プリンストン大学/ジョンズホプキンス大学/カリフォルニア工科大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      プリンストン大学/ジョンズホプキンス大学/カリフォルニア工科大学
    • 他の機関数
      8
  • [国際共同研究] マックスプランク研究所(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      マックスプランク研究所
  • [国際共同研究] マルセイユ天体物理研究所(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      マルセイユ天体物理研究所
  • [国際共同研究] サンパウロ大学(ブラジル)

    • 国名
      ブラジル
    • 外国機関名
      サンパウロ大学
  • [国際共同研究] University of College, London(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of College, London
  • [雑誌論文] Flat to nonflat: Calculating nonlinear power spectra of biased tracers for a nonflat ΛCDM model2024

    • 著者名/発表者名
      Terasawa Ryo、Takahashi Ryuichi、Nishimichi Takahiro、Takada Masahiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 109 ページ: 63504

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.109.063504

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The intrinsic alignment of galaxy clusters and impact of projection effects2024

    • 著者名/発表者名
      Shi Jingjing、Sunayama Tomomi、Kurita Toshiki、Takada Masahiro、Sugiyama Sunao、Mandelbaum Rachel、Miyatake Hironao、More Surhud、Nishimichi Takahiro、Johnston Harry
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 528 ページ: 1487~1499

    • DOI

      10.1093/mnras/stae064

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Taming redshift-space distortion effects in the EFTofLSS and its application to data2024

    • 著者名/発表者名
      D'Amico Guido、Senatore Leonardo、Zhang Pierre、Nishimichi Takahiro
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2024 ページ: 037~037

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2024/01/037

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Constraining cosmological vorticity modes with CMB secondary anisotropies2023

    • 著者名/発表者名
      Coulton William R.、Akitsu Kazuyuki、Takada Masahiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 108 ページ: 123528

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.108.123528

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hyper Suprime-Cam Year 3 results: Cosmology from galaxy clustering and weak lensing with HSC and SDSS using the minimal bias model2023

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Sunao、Miyatake Hironao、More Surhud、Li Xiangchong、Shirasaki Masato、Takada Masahiro、et al.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 108 ページ: 123521

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.108.123521

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hyper Suprime-Cam Year 3 results: Measurements of clustering of SDSS-BOSS galaxies, galaxy-galaxy lensing, and cosmic shear2023

    • 著者名/発表者名
      More Surhud、Sugiyama Sunao、Miyatake Hironao、Rau Markus Michael、Shirasaki Masato、Li Xiangchong、Nishizawa Atsushi J.、Osato Ken、Zhang Tianqing、Takada Masahiro、et al.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 108 ページ: 123520

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.108.123520

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hyper Suprime-Cam Year 3 results: Cosmology from cosmic shear power spectra2023

    • 著者名/発表者名
      Dalal Roohi、Li Xiangchong、Nicola Andrina、Zuntz Joe、Strauss Michael A.、Sugiyama Sunao、Zhang Tianqing、Rau Markus M.、Mandelbaum Rachel、Takada Masahiro et al.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 108 ページ: 123519

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.108.123519

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hyper Suprime-Cam Year 3 results: Cosmology from cosmic shear two-point correlation functions2023

    • 著者名/発表者名
      Li Xiangchong、Zhang Tianqing、Sugiyama Sunao、Dalal Roohi、Terasawa Ryo、Rau Markus M.、Mandelbaum Rachel、Takada Masahiro、et al.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 108 ページ: 123518

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.108.123518

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hyper Suprime-Cam Year 3 results: Cosmology from galaxy clustering and weak lensing with HSC and SDSS using the emulator based halo model2023

    • 著者名/発表者名
      Miyatake Hironao、Sugiyama Sunao、Takada Masahiro、Nishimichi Takahiro、et al.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 108 ページ: 123517

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.108.123517

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Study of structural parameters and systemic proper motion of Sextans dwarf spheroidal galaxy with Subaru Hyper Suprime-Cam data2023

    • 著者名/発表者名
      Tokiwa Akira、Takada Masahiro、Qiu Tian、Yasuda Naoki、Komiyama Yutaka、Chiba Masashi、Hayashi Kohei
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 526 ページ: 1310~1323

    • DOI

      10.1093/mnras/stad2422

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constraints on anisotropic primordial non-Gaussianity from intrinsic alignments of SDSS-III BOSS galaxies2023

    • 著者名/発表者名
      Kurita Toshiki、Takada Masahiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 108 ページ: 83533

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.108.083533

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A general framework for removing point-spread function additive systematics in cosmological weak lensing analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Tianqing、Li Xiangchong、Dalal Roohi、Mandelbaum Rachel、Strauss Michael A、Kannawadi Arun、Miyatake Hironao、Nicola Andrina、Malagan Andres A Plazas、Shirasaki Masato、Sugiyama Sunao、Takada Masahiro、et al.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 525 ページ: 2441~2471

    • DOI

      10.1093/mnras/stad1801

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Weak lensing tomographic redshift distribution inference for the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program three-year shape catalogue2023

    • 著者名/発表者名
      Rau Markus Michael、Dalal Roohi、Zhang Tianqing、Li Xiangchong、Nishizawa Atsushi J、More Surhud、Mandelbaum Rachel、Miyatake Hironao、Strauss Michael A、Takada Masahiro
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 524 ページ: 5109~5131

    • DOI

      10.1093/mnras/stad1962

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Galaxy clustering from the bottom up: a streaming model emulator I2023

    • 著者名/発表者名
      Cuesta-Lazaro Carolina、Nishimichi Takahiro、Kobayashi Yosuke、Ruan Cheng-Zong、Eggemeier Alexander、Miyatake Hironao、Takada Masahiro、Yoshida Naoki、Zarrouk Pauline、Baugh Carlton M、Bose Sownak、Li Baojiu
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 523 ページ: 3219~3238

    • DOI

      10.1093/mnras/stad1207

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quasar Luminosity Function at z = 72023

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka Yoshiki et al. (including M. Takada)
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 949 ページ: L42~L42

    • DOI

      10.3847/2041-8213/acd69f

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Robustness of baryon acoustic oscillations measurements with photometric redshift uncertainties2023

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Keitaro、Sunayama Tomomi、Nishizawa Atsushi J、Miyatake Hironao、Nishimichi Takahiro
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 526 ページ: 5374~5385

    • DOI

      10.1093/mnras/stad3078

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cosmological gravity probes: Connecting recent theoretical developments to forthcoming observations2023

    • 著者名/発表者名
      Arai Shun、et al. (including H. Miyatake, T. Nishimichi)
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2023 ページ: 072E01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptad052

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS) - Splashback radius of X-ray galaxy clusters using galaxies from HSC survey2023

    • 著者名/発表者名
      Rana Divya、More Surhud、Miyatake Hironao、Grandis Sebastian、Klein Matthias、Bulbul Esra、Chiu I-Non、Miyazaki Satoshi、Bahcall Neta
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 522 ページ: 4181~4195

    • DOI

      10.1093/mnras/stad1239

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] KiDS-1000: Combined halo-model cosmology constraints from galaxy abundance, galaxy clustering, and galaxy-galaxy lensing2023

    • 著者名/発表者名
      Dvornik Andrej、Heymans Catherine、Asgari Marika、Mahony Constance、Joachimi Benjamin、Bilicki Maciej、Chisari Elisa、Hildebrandt Hendrik、Hoekstra Henk、Johnston Harry、Kuijken Konrad、Mead Alexander、Miyatake Hironao、Nishimichi Takahiro、Reischke Robert、Unruh Sandra、Wright Angus H.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 675 ページ: A189~A189

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202245158

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Galaxy clusters at z~1 imaged by ALMA with the Sunyaev-Zel’dovich effect2023

    • 著者名/発表者名
      Kitayama Tetsu、Ueda Shutaro、Okabe Nobuhiro、Akahori Takuya、Hilton Matt、Hughes John P、Ichinohe Yuto、Kohno Kotaro、Komatsu Eiichiro、Lin Yen-Ting、Miyatake Hironao、et al.
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 75 ページ: 311~337

    • DOI

      10.1093/pasj/psac110

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multistream radial structure of cold dark matter haloes from particle trajectories: deep inside splashback radius2023

    • 著者名/発表者名
      Enomoto Yohsuke、Nishimichi Takahiro、Taruya Atsushi
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 527 ページ: 7523~7546

    • DOI

      10.1093/mnras/stad3660

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Perturbation theory challenge for cosmological parameters estimation. II. Matter power spectrum in redshift space2023

    • 著者名/発表者名
      Osato Ken、Nishimichi Takahiro、Taruya Atsushi、Bernardeau Francis
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 108 ページ: 123541

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.108.123541

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Machine learning for observational cosmology2023

    • 著者名/発表者名
      Moriwaki Kana、Nishimichi Takahiro、Yoshida Naoki
    • 雑誌名

      Reports on Progress in Physics

      巻: 86 ページ: 076901~076901

    • DOI

      10.1088/1361-6633/acd2ea

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Universal Multistream Radial Structures of Cold Dark Matter Halos2023

    • 著者名/発表者名
      Enomoto Yohsuke、Nishimichi Takahiro、Taruya Atsushi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 950 ページ: L13~L13

    • DOI

      10.3847/2041-8213/acd7ee

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cosmology with the galaxy bispectrum multipoles: Optimal estimation and application to BOSS data2023

    • 著者名/発表者名
      Ivanov Mikhail M.、Philcox Oliver H. E.、Cabass Giovanni、Nishimichi Takahiro、Simonovic Marko、Zaldarriaga Matias
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 107 ページ: 083515

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.107.083515

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Galaxy-dark matter connection of photometric galaxies from the HSC-SSP Survey: galaxy-galaxy lensing and the halo model2023

    • 著者名/発表者名
      Chaurasiya Navin、More Surhud、Ishikawa Shogo、Masaki Shogo、Kashino Daichi、Okumura Teppei
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 527 ページ: 5265~5292

    • DOI

      10.1093/mnras/stad3340

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Subhalo abundance matching using progenitor mass at varying redshift: two modes of stellar mass growth imprinted into the Subaru HSC galaxy clustering2023

    • 著者名/発表者名
      Masaki Shogo、Kashino Daichi、Ishikawa Shogo、Lin Yen-Ting
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 523 ページ: 5280~5291

    • DOI

      10.1093/mnras/stad1808

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] すばる HSC-SSP と PFS で迫る銀河系ハロー形成過程の探求2024

    • 著者名/発表者名
      鈴木善久 他(高田昌広含む)
    • 学会等名
      日本天文学会2024年春季年会
  • [学会発表] すばる HSC の 3年度弱重力レンズデータにおけるバリオン効果の評価2024

    • 著者名/発表者名
      寺澤凌 他(高田昌広含む)
    • 学会等名
      日本天文学会2024年春季年会
  • [学会発表] すばる PFS 宇宙論データから銀河パワースペクトルを推定する方法の開発2024

    • 著者名/発表者名
      中野新太郎、高田昌広、Jingjing Shi
    • 学会等名
      日本天文学会2024年春季年会
  • [学会発表] Precision cosmology with big data2024

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takada
    • 学会等名
      "Statistical Analysis of Random Fields in Cosmology", KEK, Japan
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Emulators for cosmological inference2024

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nishimichi
    • 学会等名
      "Statistical Analysis of Random Fields in Cosmology", KEK, Japan
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Subaru Hyper Suprime-Cam Year 3 cosmology results2024

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takada
    • 学会等名
      "Gravity and Cosmology 2024", Kyouto U., Japan
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Subaru Hyper Suprime-Cam Year 3 Cosmology Results: S8 tension?2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takada
    • 学会等名
      "The 32nd Texas Symposium on Relativistic Astrophysics", Shanghai, China
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tomography in cosmology and other sciences2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takada
    • 学会等名
      "From the Universe Back to Earth" (online), Indonesia
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Subaru HSC and PFS2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takada
    • 学会等名
      "From Large to Small Structures in the Universe", U. Tokyo, Japan
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Emulator as a theoretical template in cosmology inference2023

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nishimichi
    • 学会等名
      "From Large to Small Structures in the Universe", U. Tokyo, Japan
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Subaru Hyper Suprime-Cam Year 3 Cosmology Results: S8 tension?2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takada
    • 学会等名
      Colloquium, Institute for Advanced Study, Princeton, USA
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Subaru Hyper Suprime-Cam Year 3 Cosmology Results: S8 tension?2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takada
    • 学会等名
      Munich Joint Astronomy Colloquium, Garching, Germany
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 曲率を持つ宇宙のハローパワースペクトルの計算法2023

    • 著者名/発表者名
      寺澤凌、高田昌広、高橋龍一、西道啓博
    • 学会等名
      日本天文学会2023年秋季年会
  • [学会発表] Subaru Prime Focus Spectrograph2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takada
    • 学会等名
      "Observing the Evolving Universe", Caltech, Pasadena, USA
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Subaru HSC2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takada
    • 学会等名
      "The Past, Present and Future of Astronomical Surveys", Princeton, USA
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cosmology results with Subaru Hyper Suprime-Cam Year 3 data2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takada
    • 学会等名
      "2023 Asia-Pacific Regional IAU Meeting", Koriyama, Japan
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 超広視野多天体分光器 PFS の共同利用開始を目指して

    • URL

      https://www.ipmu.jp/ja/20240426-PFS

  • [備考] 高田昌広 教授が2023年度の林忠四郎賞を受賞

    • URL

      https://www.ipmu.jp/index.php/ja/20240306-HayashiChushiroPrize

  • [備考] 世界初!銀河形状の解析から初期宇宙を検証

    • URL

      https://www.ipmu.jp/ja/20231221-Non-Gaussianity

  • [備考] ダークマターを見る! HSC国際チームが宇宙の標準理論を検証

    • URL

      https://www.ipmu.jp/index.php/ja/20230404-darkmatter

  • [学会・シンポジウム開催] PFS Science WG co-chair meeting2023

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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