次世代大型電波望遠鏡による小スケール原始ゆらぎの解明に向けた研究

旨在利用下一代大型射电望远镜阐明小规模原始波动的研究

基本信息

批准号：
21K03533
负责人：
田代寛之
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Nagoya University
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 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

銀河や銀河団などの宇宙の構造の種となる原始密度ゆらぎの解明は、宇宙の構造形成史の解明だけでなく、このゆらぎが生成された極宇宙初期である宇宙インフレーション期の物理の解明にもつながる。本年度も前年度に引き続き、1Mpc以下のこのゆらぎの統計的性質の宇宙背景制動放射観測による探査手法の開発の研究をおこなった。この研究において注目するのは、構造形成初期のダークマターハローから放出される制動放射である。前年度の研究で、1Mpc以下のゆらぎから形成されるダークマターハローも十分に宇宙論的な制動放射を放出することを明らかにした。そこで本年度はこの結果を利用して、ダークマターハローの質量と放出される制動放射の強度を解析的に求め、ダークマターハローの質量分布と宇宙に一様な制動放射の強度の関係性を調べた。インフレーション期に起源のある原始密度ゆらぎは冪型モデルで表されることが知られている。そこで本研究でもこの冪型モデルを採用し、得られたダークマターハローの質量分布と制動放射の強度の関係性をこの冪型モデルへ応用した。現在、宇宙の制動放射の強度は宇宙マイクロ波観測衛星Planckによって得られている。我々のモデルにより予言した宇宙論的制動放射の強度は現在観測されているもの約十分の一であり、我々が観測している制動放射は天の川銀河内の制動放射になる。したがって、制動放射を利用して原始密度ゆらぎの探査を行うためには、この天の川銀河起源の制動放射の除去もしくは、21cm線等との詳細な相互相関解析が必要であることを明らかにした。この研究の成果は既に査読付き学術論文として公表されている。このほか、宇宙初期の構造形成に関する2件の査読付き学術論文を出版している。

阐明原始密度波动是宇宙结构的种类，例如星系和簇，不仅导致阐明宇宙结构的阐明，而且还阐明了宇宙膨胀时期的物理，即极地宇宙的早期，当时这种波动是产生的。今年，与上一年一样，我们对使用空间背景Bremsstrahlung观察的开发进行了研究，其这种波动少于1 MPC的统计性质。值得注意的是，在结构形成开始时，Bremsstrahlung是由暗物质晕发出的。上一年的研究表明，由低于1 MPC的波动形成的暗物质光环也发出了足够的宇宙学Bremsstrahlung。因此，今年，我们使用这些结果来分析暗物质光环的质量和发射的Bremstrahlung的强度，并研究了暗物质光环的质量分布与宇宙中Bremstrahlung的强度之间的关系。众所周知，源于通货膨胀期间的原始密度波动以势力模型表达。因此，这项研究中采用了该功率类型模型，并且将获得的暗物质光环的质量分布与Bremsstrahlung的强度之间的关系应用于该功率类型模型。目前，宇宙微波观测卫星普朗克获得了Bremsstrahlung在空间中的强度。我们的模型预测的宇宙学的Bremsstrahlung的强度约为当前观察到的十分之一，而我们观察到的Bremsstrahlung成为银河系中的Bremstrahlung。因此，据透露，为了使用Bremstrahung研究原始密度波动，有必要从银河系中删除Bremstrahlung，或者与21cm线等分析详细的互相关等。这项研究的结果已经出版为同行评估学术论文。此外，他发表了两篇关于早期宇宙结构形成的同行评审的学术论文。