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。

在这项研究中，我们使用了来自SDSS-III BOSS的星系光谱和成像数据来测量星系数密度场的三维相互功率光谱（IA）和星系形状场，通过将星系的三维分布与单个星系形状的信息相结合（ellaxy rapes）。在测量过程中使用的功率谱估计器是在上一年开发的，并解决了与广阔的区域银河调查相关的不同凝视方向的影响（距离观察者近似的分解），通过E/B模式分解来提取物理模式，以及使用FFT进行高速测量。在信噪比上显着检测到电子模式信号，可与星系密度功率谱（正常星系簇功率谱）的四极组分相当。另一方面，在所有星系样品（北/南极/低/高红移）中未检测到B模式信号。尽管几乎所有常规的IA信号都是根据二维（预测）相关函数测量和分析的，但表明这项研究中获得的3D功率谱的信噪比大约是常规方法的两倍。此外，通过使用测量的星系密度功率谱和星系IA功率谱进行宇宙学整合分析，我们将观察限制添加到局部原始非高斯性的幅度中。由于密度功率谱仅对非高斯各向同性组件有反应，而IA功率谱仅对各向异性（四极杆）组件反应，因此使用这两个信号可以同时限制这两个组件。从本研究中使用的数据中均未检测到各向同性或各向异性成分。特别是，这是世界上使用Galaxy调查数据对各向异性组件的首个观察限制。

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