重力レンズ現象で探究する宇宙構造の統一的理解

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・非線形効果を含めた重力レンズ理論の正確な予言の構築重力レンズ現象の宇宙論的情報は、角度スケールの小さい、非線形領域から主に得られる。非線形重力進化は、宇宙論パラメタを推定する際に使われる、銀河の楕円率に対するパワースペクトルやその高次の量であるバイスペクトルなどの値を変化させる。この効果を正確に見積もり、解析の際に考慮に入れる必要がある。そうでないと、宇宙論パラメタにバイアスをかけてしまい、誤った物理的知見を得ることになってしまう。このような問題を解決するために、我々は、レイトレーシングシミュレーションを用い、正確なパワースペクトルとバイスペクトルのシグナルを見積もった。レイトレーシングシミュレーションは、高解像度のN体シミュレーションを用いて重力レンズ効果を見積もるものであり、重力レンズサーベイの理論的予言を得るもっとも正確な方法である。世界最大数(6000個)のシミュレーションを行い、統計誤差を減らした。また、個々のシミュレーションの独立性を保つことにより、正確な統計的な議論が初めて可能になった。我々は、ハローモデルと呼ばれる準解析的モデルと高次の摂動理論を組み合わせることにより、大スケールから小スケールに至るまで、重力レンズのパワースペクトルとバイスペクトルを正確に予言できる理論モデルを新しく構築した。このモデルに基づく理論予言とシミュレーションから得られた結果と比較し、現存のフィッティング公式よりシミュレーションの結果をうまく再現することができることが分かった。この研究は、13研究発表欄の通り、雑誌論文として掲載されている。