宇宙大規模構造の潮汐力場と銀河形状及びダークマターハロー形状との物理的相関の研究

宇宙大尺度结构潮汐力场与星系、暗物质晕形状的物理关联研究

• 批准号: 20J22055
• 负责人: 栗田 智貴
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J22055/
• 关键词: 宇宙大規模構造; 原始非ガウス性; Intrinsic Alignments; 宇宙論的N体シミュレーション; 数値シミュレーション; Intrinsic Alignment

本研究では、SDSS-III BOSSの銀河分光・撮像データを使用し、銀河の３次元分布と個々の銀河形状（楕円率）の情報を組み合わせることで、銀河数密度場と銀河形状場の３次元相互パワースペクトル（Intrinsic Alignments; IA）の測定を行った。測定の際に使用したパワースペクトルエスティメータは前年度中に開発したものであり、広域銀河サーベイに伴う異なる視線方向の効果（遠方観測者近似の破綻）、E/Bモード分解による物理モードの抽出、FFTを用いた高速な測定などの課題を解決している。Eモードシグナルは、銀河密度パワースペクトル（通常の銀河クラスタリングパワースペクトル）の四重極成分と同等のSN比で有意に検出された。一方で、Bモードシグナルは全ての銀河サンプル（北/南極・低/高赤方偏移）で検出されなかった。従来のIAシグナルの測定・解析はほぼ全て２次元（projected）相関関数に基づくものであるが、本研究で得られた３次元パワースペクトルのSN比は、従来の手法に比べておよそ２倍まで向上することを示した。さらに、測定した銀河密度パワースペクトル、及び銀河IAパワースペクトルを用いた宇宙論統合解析を行うことで、局所原始非ガウス性（local primordial non-Gaussianity）の振幅に対する観測的制限を付けた。密度パワースペクトルは非ガウス性の等方成分のみに、IAパワースペクトルは非等方（四重極）成分のみに反応するため、両シグナルを用いることでこれら２つの成分を同時に制限することが可能となる。本研究で用いたデータからは等方・非等方成分のどちらも検出はされなかった。特に、銀河サーベイデータを用いた非等方成分への観測的制限は世界初である。

在本研究中，我们利用SDSS-III BOSS的星系光谱和成像数据，结合星系的三维分布信息和单个星系的形状（椭圆度）信息，生成星系数密度场和星系的三维信息测量了固有对准（IA）。测量中使用的功率谱估计器是在前一年开发的，用于研究与广域星系巡天相关的不同视线方向（遥远观察者近似的分解）的影响，以及提取通过E/B模式分解物理模式，解决使用FFT的高速测量等问题。 E模式信号被显着检测到，其信噪比与星系密度功率谱（普通星系团簇功率谱）的四极分量相当。另一方面，并​​未在所有星系样本（北极/南极、低/高红移）中检测到 B 模式信号。几乎所有传统的 IA 信号测量和分析都是基于二维（投影）相关函数，但本研究获得的三维功率谱的信噪比大约是传统方法的两倍。此外，通过使用测量的星系密度功率谱和星系IA功率谱进行综合宇宙学分析，我们对局部原初非高斯性的幅度设定了观测极限。由于密度功率谱仅响应非高斯各向同性分量，而 IA 功率谱仅响应各向异性（四极）分量，因此可以通过使用两个信号来同时限制这两个分量。从本研究中使用的数据中没有检测到各向同性和各向异性成分。特别是，这是世界上首次利用星系巡天数据对各向异性成分进行观测限制。

项目成果

Analysis method for 3D power spectrum of projected tensor fields with fast estimator and window convolution modeling: An application to intrinsic alignments

• DOI: 10.1103/physrevd.105.123501
• 发表时间: 2022-02
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Toshiki Kurita;M. Takada

Power spectrum of intrinsic alignments of galaxies in IllustrisTNG

• DOI: 10.1088/1475-7516/2021/03/030
• 发表时间: 2020-09
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
• 影响因子: 6.4
• 作者: Jingjing Shi;Toshiki Kurita;M. Takada;K. Osato;Yosuke Kobayashi;T. Nishimichi

Imprint of anisotropic primordial non-Gaussianity on halo intrinsic alignments in simulations

模拟中晕内在排列上各向异性原初非高斯性的印记

• DOI: 10.1103/physrevd.103.083508
• 发表时间: 2021
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Akitsu Kazuyuki;Kurita Toshiki;Nishimichi Takahiro;Takada Masahiro;Tanaka Satoshi
• 通讯作者: Tanaka Satoshi

Power spectrum of halo intrinsic alignments in simulations

• DOI: 10.1093/mnras/staa3625
• 发表时间: 2020-04
• 期刊: arXiv: Cosmology and Nongalactic Astrophysics
• 作者: Toshiki Kurita;M. Takada;T. Nishimichi;R. Takahashi;K. Osato;Yosuke Kobayashi

FFT-based estimators for line-of-sight dependent intrinsic alignment signals

基于 FFT 的估计器，用于视距相关的固有对准信号

• 发表时间: 2021
• 作者: Noda Kohei;Lee Heeyoung;Watanabe Shunsuke;Nakamura Kentaro;Mizuno Yosuke;栗田智貴
• 通讯作者: 栗田智貴