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2011 Fiscal Year Annual Research Report

暗黒星雲遮蔽による可視光銀河系外背景放射の検出

Research Project

Project/Area Number 22684005
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

松岡 良樹  名古屋大学, 理学研究科, COE特任助教 (60547545)

Keywords観測的宇宙論 / 光学赤外線天文学 / 宇宙可視光背景放射 / 銀河進化 / 暗黒物質
Research Abstract

本研究の目標は、「宇宙可視光背景放射(Cosmic Optical Background; COB)」の世界初検出である。先行研究において最大の障害となっていた、圧倒的に明るい前景放射(主に地球大気による放射と、太陽光の惑星間塵による散乱で生じる黄道光)の精度良い除去が、本研究における最大の課題となる。
当該年度には、前景放射除去に向けて新たに画期的な手法を発案し、研究に取り組んだ。その手法は、1970年代にNASAが打ち上げ、すでに太陽系外へと飛び去った惑星探査機パイオニア10/11号のデータ利用である。パイオニア10/11号は火星-木星間を飛行中に、搭載した「測光・偏光測定器(Imaging Photo-polarimeter)によって、継続的に全天の輝度測定を行ったことが知られている。この観測は地球大気および黄道光の放射帯よりも外側で行われているため、前景放射の影響を受けないCOB検出を達成するのに理想的なデータが得られており、現在はNASAのアーカイブに格納されてほぼ忘れ去られていたと言ってよい。そこでこのデータを取得し、最新の解析技術を用いることで、高精度の全天輝度分布図を作成することに成功した。この輝度分布図から、銀河系内の星の寄与を「Tycho-2catalog」および「Hubble Space Telescope GuideStar Catalog II」および星分布モデル「TRILEGAL」を用いて推定・除去し、またInfrared Astronomical SatelliteおよびCosmic Background Explorerという2つの赤外線・電波天文衛星のデータを用いて、星間塵による星の光の散乱光の除去を行った結果、世界初のCOB検出を達成することができた。さらに測定されたCOB輝度をHubble deep fieldの全銀河積分輝度と比較した結果、COBのほとんどの成分はすでに個々の銀河として現在の観測技術で分解されていること、従って「宇宙最初の星(種族III星)」や「弱い拡散放射を行う暗黒物質粒子」などの寄与は、少なくとも可視光波長帯においてはほどんど存在しないことが明らかとなった。この成果は「人類は宇宙の明るさのどれほどを理解したのか」という根源的な問いに関わる重大なものであり、当該年度7月には記者発表を行って、新聞各紙などで本研究結果が広く報道されることとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

研究の最終目的であった「COBの世界初検出」については、精度が低いながらもすでに当該年度の研究によって達成された。これは当初計画を大きく上まって進展していると言える。今後はこの結果の高精度化を図ることが課題となる。

Strategy for Future Research Activity

すでに達成したCOB検出については、欧米学術誌において論文発表を行っているものの、世界的な周知という点では残念ながらまだ不十分である。まずは多くの国際会議に出席し、結果の発表とそれに対する批評・議論を受けて、周知と改善を同時に行っていく必要がある。さらにより高精度のCOB検出に向けて、当初計画にもあるように、「暗黒星雲遮蔽の利用」という強力なアプローチを用いて研究を進める必要がある。そのために名古屋大学のMOA-II望遠鏡など、広視野撮像装置を搭載した望遠鏡を用いて、観測とそのデータ解析を行っていく。

  • Research Products

    (9 results)

All 2012 2011

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] OAO/ISLE Near-IR Spectroscopy of IRAS Galaxies2012

    • Author(s)
      Matsuoka, Y,; Yuan, F.-T.; Takeuchi, Y.; Yanagisawa, K.
    • Journal Title

      Publication of Astronomical Society of Japan

      Volume: (in press)

    • DOI

      n/a

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Co-evolution of Galaxies and Central Black Holes : Observational Evidence on the Trigger of AGN Feedback2012

    • Author(s)
      Matsuoka, Y
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: (in press)

    • DOI

      n/a

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Supernova dust for the extinction law in a young infrared galaxy at z~12011

    • Author(s)
      Kawara, K.; Hirashita, H.; Nozawa, T.; Kozasa, T.; Oyabu, S.; Matsuoka, Y.; Shimizu, T.; Sameshima, H.; Ienaka, N.
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 412 Pages: 1070-1080

    • DOI

      10.1111/j.1365-2966.2010.17960.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 1 μm Excess Sources in the UKIDSS.I.Three T Dwarfs in the Sloan Digital Sky Survey Southern Equatorial Stripe2011

    • Author(s)
      Matsuoka, Y.; Peterson, B.A.; Murata, K.L.; Fujiwara, M.; Nagayama, T.; Suenaga, T.; Furusawa, K.; Miyake, N.; Omori, K.; Suzuki, D.; Wada, K.
    • Journal Title

      The Astronomical Journal

      Volume: 142 Pages: 64-69

    • DOI

      10.1088/0004-6256/142/2/64

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cosmic Optical Background : The View from Pioneer 10/112011

    • Author(s)
      Matsuoka, Y.; Ienaka, N.; Kawara, K.; Oyabu, S.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 736 Pages: 119-132

    • DOI

      10.1088/0004-637X/736/2/119

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Far-IR Galactic Emission Map and Cosmic Optical Background2012

    • Author(s)
      Matsuoka, Y.
    • Organizer
      Legacy of AKARI : A Panoramic View of the Dusty Universe
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2012-02-29
  • [Presentation] Near-IR polarimetric observation of the Fermi/LAT unidentified gamma-ray sources2012

    • Author(s)
      Fujiwara M., Matsuoka, Y.
    • Organizer
      Astrophysics from the radio to submillimetre-Planck and other experiments in temperature and polarization
    • Place of Presentation
      Bologna, Italy
    • Year and Date
      2012-02-14
  • [Presentation] Cosmic optical background : the view from Pioneer 10/112012

    • Author(s)
      Matsuoka, Y.
    • Organizer
      Astrophysics from the radio to submillimetre-Planck and other experiments in temperature and polarization
    • Place of Presentation
      Bologna, Italy
    • Year and Date
      2012-02-14
  • [Presentation] Cosmic optical background : the view from Pioneer 10/112011

    • Author(s)
      Matsuoka, Y.
    • Organizer
      IAU symposium 284-SED 2011 : The Spectral Energy Distribution of Galaxies
    • Place of Presentation
      Preston, UK
    • Year and Date
      2011-09-09

URL: 

Published: 2013-06-26  

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