Beyond the standard cosmological model from CMB and galaxy imaging and spectroscopic surveys

超越 CMB 和星系成像和光谱调查的标准宇宙学模型

基本信息

批准号：
21K03529
负责人：
日影千秋
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

標準宇宙模型の妥当性を検証するため、観測の進展の著しい銀河撮像・分光観測から精確かつ効率良く宇宙論情報を引き出すための取り組みを行なった。すばる望遠鏡に搭載した超広視野カメラ「ハイパー・シュプリーム・カム」を使った銀河撮像計画の第２期データを使ったコズミックシア解析に向けて、さらに精密な解析を行うための研究を推進した。１つは複雑なサーベイ形状を持ったコズミックシアフィールドにおいてノイズを含むパワースペクトルの共分散の理論表式を導出し、擬似カタログによる結果と比較した。また第１期カタログを使ったパワースペクトル測定、および、宇宙論パラメター推定コードをgithubにアップロードし一般公開した。銀河分光観測から得られる宇宙の３次元構造は、宇宙の初期揺らぎが非線形な重力成長を経て成長したものである。これまではパワースペクトルなどの２点統計量に加え、計算コストの高い３点以上の統計量を組み合わせることで、初期揺らぎと非線形重力の影響を分離していた。一方でBAO再構築法など非線形重力の影響を取り除く手法を適用することで初期揺らぎに近い情報を引き出すことができる(例：Hikage, Koyama, Takahashi 2021)。再構築前後のパワースペクトルの情報を組み合わせることで、2点統計量だけでも初期揺らぎと非線形重力の影響を切り分けることができ、宇宙論情報をより効率的に引き出すことができる。本手法をN体シミュレーションに基づくダークマターハローカタログに適用した結果、従来の２点と３点統計量を組み合わせた解析と同レベルの宇宙論情報が引き出せることがわかった。本論文はNature Astronomyに投稿中である。

为了验证标准宇宙模型的有效性，我们已经努力从银河成像和光谱观测中准确有效地提取宇宙学信息，这在观察结果中取得了重大进展。我们已经促进了研究更精确的分析，以准备使用Subaru望远镜上安装的超宽场相机“ Hyper Supreme Cam”，使用银河成像程序中的二阶数据来准备宇宙剪切分析。一种是在具有复杂的调查形状的宇宙剪切场中得出含噪声功率谱的协方差的理论表达，并将其与伪catalog的结果进行比较。此外，将使用第一个目录和宇宙参数估计代码的功率谱测量上传到GitHub并公开。从银河光谱获得的宇宙的三维结构是通过非线性重力生长生长的宇宙的初始波动。到目前为止，除了功率谱之类的两点统计外，最初波动和非线性重力的影响通过结合三个或更多点的统计数据，这是高度计算成本的分离。另一方面，通过应用诸如去除非线性重力效应的BAO重建方法，可以提取接近初始波动的信息（例如Hikage，Koyama，Takahashi，Takahashi 2021）。通过在重建之前和之后结合来自功率谱的信息，只需两点统计数据即可隔离初始波动和非线性重力的影响，从而可以更有效地提取宇宙学信息。由于基于N体模拟将此方法应用于暗物质晕目录目录，因此发现宇宙学信息与结合了两点和三点统计的常规分析水平相同。本文目前正在提交自然天文学。