2014 Fiscal Year Annual Research Report
電波による中性水素探査を用いた銀河および宇宙大規模構造の起源と進化の解明
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24340048
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
市來 淨與 名古屋大学, 基礎理論研究センター, 助教 (10534480)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 慶太郎 熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (80547547)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 宇宙物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、昨年度までに開発した初期宇宙に存在するミニハローと呼ばれる天体が刻む吸収線の数分布を解析的に計算するモデルを用い、将来の21cmの観測から未だ明らかにされていない小スケールの密度揺らぎをどの程度制限できるかについて論文を出版した。ニュートリノおよび温かいダークマターの質量や、初期密度揺らぎのパワースペクトル巾の波数依存性に対する制限を得、学術論文として掲載された(PRD90,083003,2014)。
他に、宇宙背景輻射(CMB)を背景光として21cmの吸収線と輝線のスペクトルを用いることで、宇宙の初期磁場についてどの程度の情報が得られるのかについての研究を行った。これは、元の研究計画にはなかったものの、研究を遂行するなかで着想したものである。モンテカルロシミュレーションを用いて初期磁場によるガスの加熱分布、及び密度揺らぎ分布を求め、21cmの吸収、輝線のパワースペクトルを計算した。それにより、現在の観測から許されるほぼ全てのパラメター領域で、密度揺らぎによる21cm揺らぎが卓越することを明かにした。この結果が学術論文として掲載された（PRD89, 103522, 2014）。
さらに本年度は21cmの吸収線と輝線のスペクトルの高次相関に着目し、解析を行った。宇宙の再電離の様子は統計的には非ガウス的であるため、高次相関の統計量に大きな情報が含まれていることが予想される。我々は多数のシミュレーションを用いて温度揺らぎ分布の歪み度を用いることにより、X線による初期の銀河間ガスの過熱、特に過熱開始時期についての情報が得られることを示した。結果を論文としてまとめ、現在投稿中である（arxiv:1412.3332）
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
数値シミュレーションの開発を行う予定であったが、それまで共同研究を行ってきた大学院生が就職を希望し、研究を一時中断してしまった。、現在開発を再開しており、来年度後半には結果を得る予定で進行している。
また、21cm線というキーワードで関連しているものの、計画にはなかった研究を一時遂行していたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
数値計算を軸とした研究にシフトする。並列計算機や、数値計算コード、ライブラリ等は初年度に構築したものがあるので、それらを利用して研究を行う。本研究代表者は日本SKAコンソーシアムのサイエンスワーキンググループの総代表を務めることになったため、グループの人材をうまく活用し研究を進めていきたい。
昨年度、海外での仕事のため研究分担者を外れた研究者が、今年度途中で日本へ戻る予定であるので、その際は再び研究分担者としての活動をお願いする。
また、研究分担者の所属機関に、輻射輸送計算を専門とした研究者が着任した。研究分野も近いため、うまく連携をとって進めていきたい。場合によっては研究分担者として実質的に研究を分担することを考えたい。
研究費については、昨年度に発表した論文の学会発表のための旅費として使用していきたい。また、計算機の規模が足りなくなった場合等は、物品費から大規模計算機システム使用料を支出することを検討する。
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| Causes of Carryover |
SKA-JPサイエンスブックの出版費用として、直接経費を計上していたが、間接経費および他の運営費で支払うことになったため、差額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
もともと出版費用であるため、次年度の出版費用として使用する。
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