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

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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。