宇宙再電離期の将来観測に向けた解析手法の確立

建立未来宇宙再电离期观测的分析方法

• 批准号: 16J01585
• 负责人: 吉浦 伸太郎
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J01585/
• 关键词: 宇宙再電離; 21cm線; 電波観測; 電波干渉計; 相互相関; 電波天文学; 活動銀河核

宇宙再電離期の詳細な進化過程を探る上で、中性水素由来の21cm線は非常に有効な観測量である。再電離期からの21cm線が未検出であり、検出を妨げている銀河系や系外銀河由来の前景放射、観測装置の系統誤差を低減する手法を確立することが望まれている。そこで、前景放射を低減する解析方法として、21cm-CMB相互相関に着目した。その際、21cm線観測を目的とした電波望遠鏡であるMWAの観測データとPlanckのCMB温度分布を用いた。この研究で、21cm-CMB相互相関の観測のためには、観測誤差に寄与する銀河系の前景放射を差し引く必要があることがわかった。また、観測装置や電離層などの系統誤差の影響を調査し、現状の誤差に比べて電離層由来の系統誤差は無視できること、銀河系中心の寄与が非常に大きいことがわかった。2018年初頭に、EDGES望遠鏡を用いて、再電離期より遠方の宇宙からの21cm線由来と思われる吸収線が報告された。これは、初代星の形成や進化を示唆する重要な発見であったが、検出された吸収線は標準的なモデルに比べて2-3倍強く、説明するためには特別な機構を仮定する必要がある。そこで、その吸収線の検証を目的として、MWAの低周波観測データの解析に着手した。特に、フーリエ空間での3点相関であるバイスペクトル解析を行った。この研究で、低周波の前景放射の非ガウス性が弱いこと、特定のフーリエ空間上に前景放射の影響の弱い領域があることがわかった。さらに、MWAの観測データを用いれば、今後より深い観測で理論モデルの検証が可能であることがわかった。

During the reionization period of the universe, <s:1> detailed な evolutionary process を exploration る で, the origin of neutral hydrogens <s:1> 21cm line is very に effective な観 measurement である. Reionization period か ら の 21 cm line not 検 が で あ り, 検 を hinder げ て い る や department outside the Milky Way galaxy origin の prospects radiation device, 観 test の を low system error reduction す る gimmick を establish す る こ と が hope ま れ て い る. Youdaoplaceholder0 で で, foreground radiation を reduction する analytical method と て て, 21 cm-cmb interrelationship に study た. そ の international, 21 cm line 観 を purpose of と し た radio telescope で あ る MWA の 観 measuring デ ー タ と Planck の CMB temperature distribution を with い た. こ の research で, 21 cm - CMB mutual phase masato の 観 measuring の た め に は, 観 に send measurement error and す る galaxy の poor prospects for radiation を し lead く necessary が あ る こ と が わ か っ た. ま た device, 観 test や ionosphere な ど の の system error influence し を investigation, the present situation に の error than べ て ionosphere origin の system error は ignore で き る こ と, の send and at the center of the Milky Way galaxy が very big に き い こ と が わ か っ た. Early 2018 head に, を EDGES telescopes い て, reionization よ り distance の universe か ら の 21 cm line origin と think わ れ る 収 absorption line が report さ れ た. こ れ は, original star の formation や を evolution of stopping す る important な 発 see で あ っ た が, 検 さ れ た 収 absorption line は standard な モ デ ル に than べ て 2-3 times stronger く, description, す る た め に は special な institutions を 仮 set す る necessary が あ る. そ こ で, そ の 収 absorption line の 検 card を purpose と し て and MWA の low frequency 観 デ ー タ の parsing に to し た. に, フ ー リ エ space で の 3 phase masato で あ る バ イ ス ペ ク ト ル parsing line を っ た. こ の research で, low frequency radiation の の prospects than ガ ウ ス が weak い こ と, specific の フ ー リ エ space affect radiation の に outlook の weak い field が あ る こ と が わ か っ た. さ ら に, MWA の 観 measuring デ ー タ を with い れ ば, future よ り deep い 観 で measurement theory モ デ ル の 検 card が may で あ る こ と が わ か っ た.

项目成果

The variance of dispersion measure of high-redshift transient objects as a probe of ionized bubble size during reionization

• DOI: 10.1093/mnras/stx2462
• 发表时间: 2017-09
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: S. Yoshiura;Keitaro Takahashi

Constraining the Contribution of Galaxies and Active Galactic Nuclei to Cosmic Reionization

• DOI: 10.1093/mnras/stx1754
• 发表时间: 2016-02
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: S. Yoshiura;K. Hasegawa;K. Ichiki;H. Tashiro;Hayato Shimabukuro;Keitaro Takahashi

電波干渉計による21cm線観測の困難

使用射电干涉仪观察21cm线的困难

• 发表时间: 2018
• 作者: Hayato Shimabukuro;Shintaro Yoshiura;Keitaro Takahashi;Shuichiro Yokoyama;Kiyotomo Ichiki;吉浦伸太郎;吉浦伸太郎;吉浦伸太郎
• 通讯作者: 吉浦伸太郎

Constraining the contribution of faint active galactic nuclei to reionization

限制微弱的活跃星系核对再电离的贡献

• 发表时间: 2016
• 作者: Yoshiura;S.; Line;J. L. B.; Kubota;K.; Hasegawa;K.; Takahashi;K.;Shitnaro Yoshiura;Shintaro Yoshiura;吉浦伸太郎;吉浦伸太郎;吉浦伸太郎;Shintaro Yoshiura;Shintaro Yoshiura
• 通讯作者: Shintaro Yoshiura

MWA超低周波電波のデータ解析

MWA超低频无线电波数据分析

• 发表时间: 2019
• 作者: Hayato Shimabukuro;Shintaro Yoshiura;Keitaro Takahashi;Shuichiro Yokoyama;Kiyotomo Ichiki;吉浦伸太郎
• 通讯作者: 吉浦伸太郎