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2016 年度 実施状況報告書

次世代電波望遠鏡のためのセンチ波・メートル波偏波スペクトル解析ソフトウェアの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26610048
研究機関熊本大学

研究代表者

高橋 慶太郎  熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 准教授 (80547547)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード電波天文学 / 宇宙磁場
研究実績の概要

低周波電波観測における偏波スペクトル解析により、ファラデートモグラフィと呼ばれる手法で宇宙磁場研究を行った。オーストラリアの電波望遠鏡ASKAP (Australian SKA Pathfinder)やSKA (Square Kilometre Array)などの全天偏波サーベイを想定してファラデートモグラフィのソフトウェア開発を行い、RM-CLEANやQU-fitと呼ばれるアルゴリズムに関する性能テストを実行した結果を学術論文を執筆した。その結果、ファラデー深度空間において接近した複数の偏波源に関しては分解できず、1つの偏波源として検出されてしまうことがわかった。これを踏まえてスパースモデリングやレプリカ交換法など、より高度な統計アルゴリズムが必要であることが明確になった。そこでこれらのアルゴリズムを取り入れたソフトウェアを開発している。
また、銀河や超新星残骸などの天体がファラデー深度空間においてどのような形をしているのか、またそこからどのような情報が得られるかについても自明ではない。そこで銀河や超新星残骸の磁場・宇宙線・熱的電子などに関するMHDシミュレーションのデータや解析的なモデルを用いてファラデー深度空間におけるこれらの天体の性質を探った。特に乱流の影響を平均化してその統計的な性質に注目した。その結果、ファラデートモグラフィによって天体の断層的な情報が手に入り、イメージングと組み合わせることによって天体の3次元情報が得られることがわかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2016年度にASKAPの全天偏波サーベイに関して初期科学観測が始まる予定であったが、計画の遅延により2017年度まで延期されることになった。当初、本研究では2016年度にこれまで開発してきたソフトウェアを観測データに適用して宇宙磁場研究を行う予定であったが、この理由のため実行できず研究計画を1年間延長することになった。しかしソフトウェアの開発はこれまでの研究で順調に進んでいるため、後は観測データが得られるのを待つのみである。

今後の研究の推進方策

ソフトウェアの開発はこれまでの研究で進んでおり、2017年度に観測データが得られ次第適用することによって当初の目的である銀河磁場の形状や強さなどに関する研究を進めていく。

次年度使用額が生じた理由

2016年度に開始される予定であったASKAPの科学観測が2017年度に延期されたため、オーストラリアへの渡航を取りやめたことによる。

次年度使用額の使用計画

ASKAPの科学観測が始まり、データが得られしだオーストラリアに渡航して長期滞在し、現地の研究者と共同研究の議論を行う。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 5件)

  • [国際共同研究] CSIRO/シドニー大学(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      CSIRO/シドニー大学
  • [雑誌論文] Constraining the EoR model parameters with the 21cm bispectrum2017

    • 著者名/発表者名
      Hayato Shimabukuro, Shintaro Yoshiura, Keitaro Takahashi, Shuichiro Yokoyama, Kiyotomo Ichiki
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 468 ページ: 1542-1550

    • DOI

      10.1093/mnras/stx530

    • 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] Performance test of RM CLEAN and its evaluation with chi-square value2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshimitsu Miyashita, Shinsuke Ideguchi and Keitaro Takahashi
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 68 ページ: 44

    • DOI

      10.1093/pasj/psw039

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Probing primordial non-Gaussianity consistency relation with galaxy surveys2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamauchi and Keitaro Takahashi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 93 ページ: 123506

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.93.123506

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Expected constraints on models of the epoch of reionization with the variance and skewness in redshifted 21cm-line fluctuations2016

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kubota, Shintaro Yoshiura, Hayato Shimabukuro and Keitaro Takahashi
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 68 ページ: 61

    • DOI

      10.1093/pasj/psw059

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gravitational waves from a SMBH binary in M872016

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Yonemaru, Hiroki Kumamoto, Sachiko Kuroyanagi, Keitaro Takahashi and Joseph Silk
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 68 ページ: 106

    • DOI

      10.1093/pasj/psw100

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり

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公開日: 2018-01-16  

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