Study of 3-dimensional structure of galaxies and cosmological magnetic fields with large low-frequency polarization survey

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H05999
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: Takahashi Keitaro 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 准教授 (80547547)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 宇宙磁場 / 電波天文学 / 銀河 / SKA / ファラデートモグラフィ

Outline of Final Research Achievements

We studied Faraday tomography, which is a method to analyze wide-band polarimetry data and can probe cosmic magnetism. First, we tested the performance of the RM CLEAN and QU-fit softwares we developed so far, using simulated data. Second, we predicted Faraday dispersion function of galaxies with a model of turbulent and coherent magnetic fields, thermal electron distribution and cosmic-ray electron distribution. Finally, we developed a new algorithm of Faraday tomography, introducing the concept of sparse modeling.

Free Research Field

電波天文学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

電波望遠鏡の広帯域化が進んでいく中で、ファラデートモグラフィは今後の偏波解析のスタンダードになっていくと考えられる。本研究で開発したソフトウェアや蓄積したノウハウは宇宙磁場研究にブレイクスルーをもたらし、そのまま将来の大型電波望遠鏡SKAや他の広帯域電波望遠鏡にも適用可能で、本研究は今後10年スケールの長期的な将来性がある。またソフトウェアの開発には多くの大学院生が関わってきており、国際的に活躍できる電波天文学者を育成し国際研究者ネットワークを構築するのに非常に効果的なプロジェクトであった。