Enviar búsqueda
Cargar
21cm線を用いた宇宙再電離期探査の現状
•
0 recomendaciones
•
11 vistas
Hayato Shimabukuro
Seguir
2023年3月2日。日本SKAデータ解析講習会
Leer menos
Leer más
Ciencias
Denunciar
Compartir
Denunciar
Compartir
1 de 53
Descargar ahora
Descargar para leer sin conexión
Recomendados
21cm線を用いた宇宙暗黒時代・宇宙再電離期探査
21cm線を用いた宇宙暗黒時代・宇宙再電離期探査
Hayato Shimabukuro
Lesson from 21cm line signal
Lesson from 21cm line signal
Hayato Shimabukuro
21cm線で探る宇宙暗黒時代と宇宙の夜明け
21cm線で探る宇宙暗黒時代と宇宙の夜明け
Hayato Shimabukuro
SKAで探る宇宙再電離
SKAで探る宇宙再電離
Hayato Shimabukuro
SKAで探る宇宙再電離
SKAで探る宇宙再電離
Hayato Shimabukuro
21cm cosmology with machine learning (Review))
21cm cosmology with machine learning (Review))
Hayato Shimabukuro
論文紹介1
論文紹介1
Hayato Shimabukuro
『宇宙のこども時代ってどうだった?』
『宇宙のこども時代ってどうだった?』
Hayato Shimabukuro
Recomendados
21cm線を用いた宇宙暗黒時代・宇宙再電離期探査
21cm線を用いた宇宙暗黒時代・宇宙再電離期探査
Hayato Shimabukuro
Lesson from 21cm line signal
Lesson from 21cm line signal
Hayato Shimabukuro
21cm線で探る宇宙暗黒時代と宇宙の夜明け
21cm線で探る宇宙暗黒時代と宇宙の夜明け
Hayato Shimabukuro
SKAで探る宇宙再電離
SKAで探る宇宙再電離
Hayato Shimabukuro
SKAで探る宇宙再電離
SKAで探る宇宙再電離
Hayato Shimabukuro
21cm cosmology with machine learning (Review))
21cm cosmology with machine learning (Review))
Hayato Shimabukuro
論文紹介1
論文紹介1
Hayato Shimabukuro
『宇宙のこども時代ってどうだった?』
『宇宙のこども時代ってどうだった?』
Hayato Shimabukuro
Application of machine learning in 21cm cosmology
Application of machine learning in 21cm cosmology
Hayato Shimabukuro
21cm cosmology with ML
21cm cosmology with ML
Hayato Shimabukuro
CEEDトーク_宇宙論
CEEDトーク_宇宙論
Hayato Shimabukuro
lecture31&32
lecture31&32
Hayato Shimabukuro
lecture29
lecture29
Hayato Shimabukuro
lecture30
lecture30
Hayato Shimabukuro
lecture28
lecture28
Hayato Shimabukuro
lecture27
lecture27
Hayato Shimabukuro
lecture26
lecture26
Hayato Shimabukuro
lecture25
lecture25
Hayato Shimabukuro
lecture23
lecture23
Hayato Shimabukuro
lecture24
lecture24
Hayato Shimabukuro
lecture22
lecture22
Hayato Shimabukuro
lecture21
lecture21
Hayato Shimabukuro
lecture20
lecture20
Hayato Shimabukuro
lecture19
lecture19
Hayato Shimabukuro
社会は研究者に何を求めるのか?:アウトリーチ活動で感じた事
社会は研究者に何を求めるのか?:アウトリーチ活動で感じた事
Hayato Shimabukuro
lecture18
lecture18
Hayato Shimabukuro
lecture17
lecture17
Hayato Shimabukuro
lecture15
lecture15
Hayato Shimabukuro
Más contenido relacionado
Más de Hayato Shimabukuro
Application of machine learning in 21cm cosmology
Application of machine learning in 21cm cosmology
Hayato Shimabukuro
21cm cosmology with ML
21cm cosmology with ML
Hayato Shimabukuro
CEEDトーク_宇宙論
CEEDトーク_宇宙論
Hayato Shimabukuro
lecture31&32
lecture31&32
Hayato Shimabukuro
lecture29
lecture29
Hayato Shimabukuro
lecture30
lecture30
Hayato Shimabukuro
lecture28
lecture28
Hayato Shimabukuro
lecture27
lecture27
Hayato Shimabukuro
lecture26
lecture26
Hayato Shimabukuro
lecture25
lecture25
Hayato Shimabukuro
lecture23
lecture23
Hayato Shimabukuro
lecture24
lecture24
Hayato Shimabukuro
lecture22
lecture22
Hayato Shimabukuro
lecture21
lecture21
Hayato Shimabukuro
lecture20
lecture20
Hayato Shimabukuro
lecture19
lecture19
Hayato Shimabukuro
社会は研究者に何を求めるのか?:アウトリーチ活動で感じた事
社会は研究者に何を求めるのか?:アウトリーチ活動で感じた事
Hayato Shimabukuro
lecture18
lecture18
Hayato Shimabukuro
lecture17
lecture17
Hayato Shimabukuro
lecture15
lecture15
Hayato Shimabukuro
Más de Hayato Shimabukuro
(20)
Application of machine learning in 21cm cosmology
Application of machine learning in 21cm cosmology
21cm cosmology with ML
21cm cosmology with ML
CEEDトーク_宇宙論
CEEDトーク_宇宙論
lecture31&32
lecture31&32
lecture29
lecture29
lecture30
lecture30
lecture28
lecture28
lecture27
lecture27
lecture26
lecture26
lecture25
lecture25
lecture23
lecture23
lecture24
lecture24
lecture22
lecture22
lecture21
lecture21
lecture20
lecture20
lecture19
lecture19
社会は研究者に何を求めるのか?:アウトリーチ活動で感じた事
社会は研究者に何を求めるのか?:アウトリーチ活動で感じた事
lecture18
lecture18
lecture17
lecture17
lecture15
lecture15
21cm線を用いた宇宙再電離期探査の現状
1.
2022/11/? 21cm線 ⽤ 宇宙再電離期探査 現状 島袋隼⼠(云南⼤学SWIFAR、名古屋⼤学) 電波
解析講習会, 2023/3/2
2.
宇宙 歴史 ©NAOJ 宇宙暗⿊時代・・・星や銀河の存在しない真っ暗な時代 宇宙再電離期・・・銀河 電離光⼦
IGM(銀河間物 質)中 ⽔素 電離 ( ). z ∼ 6 − 15 宇宙 夜明 ・・・初代星 初代銀河 誕⽣。 ( ) z ∼ 20 − 30
3.
宇宙 歴史 ©NAOJ 宇宙暗⿊時代・・・星や銀河の存在しない真っ暗な時代 宇宙再電離期・・・銀河 電離光⼦
IGM(銀河間物 質)中 ⽔素 電離 ( ). z ∼ 6 − 15 宇宙 夜明 ・・・初代星 初代銀河 誕⽣。 ( ) z ∼ 20 − 30
4.
宇宙 歴史 ©NAOJ 宇宙暗⿊時代・・・星や銀河の存在しない真っ暗な時代 宇宙再電離期・・・銀河 電離光⼦
IGM(銀河間物 質)中 ⽔素 電離 ( ). z ∼ 6 − 15 宇宙 夜明 ・・・初代星 初代銀河 誕⽣。 ( ) z ∼ 20 − 30 観測 !!
5.
©NAOJ 宇宙 歴史
6.
©NAOJ 宇宙論的、天体物理学的 謎 詰
時代 ( 、 、初代星・銀河形成、 再電離 物理 ) 宇宙 歴史
7.
JWSTの衝撃 Robertson et al
(astro-ph/2212.04480) Tacchella et al (astro-ph/2302.07234) • 銀河(候補) 次々 ⾒ 時代。 z > 10 • 銀河 、 分光 観測 z = 10.6 今、⾼⾚⽅偏移宇宙探査 熱 !!
8.
平均的な中性⽔素率の時間進化(グローバルヒストリー) 再電離期IGMへの観測的制限 (Naidu et al
2020) IGMの平均中性率
9.
平均的な中性⽔素率の時間進化(グローバルヒストリー) 再電離期IGMへの観測的制限 (Naidu et al
2020) IGMの平均中性率 中性⽔素率のグローバルな進化しか分からない
10.
陽⼦ 電⼦ 21cm線放射(1.4GHz) 中性⽔素 宇宙暗⿊時代
宇宙再電離期 IGM 調 適 Singlet Triplet 21cm線輝線:中性⽔素 超微細構造 21cm線輝線 放射 遷移 Tb = TS T 1 + z (1 exp(⌧⌫)) ⇠ 27xH(1 + m) ✓ H dvr/dr + H ◆ ✓ 1 T TS ◆ ✓ 1 + z 10 0.15 ⌦mh2 ◆1/2 ✓ ⌦bh2 0.023 ◆ [mK] 輝度温度 ⾚:宇宙論 ⻘:天体物理 21cm線輝線
11.
陽⼦ 電⼦ 21cm線放射(1.4GHz) 中性⽔素 宇宙暗⿊時代
宇宙再電離期 IGM 調 適 Singlet Triplet 21cm線輝線:中性⽔素 超微細構造 21cm線輝線 放射 遷移 Tb = TS T 1 + z (1 exp(⌧⌫)) ⇠ 27xH(1 + m) ✓ H dvr/dr + H ◆ ✓ 1 T TS ◆ ✓ 1 + z 10 0.15 ⌦mh2 ◆1/2 ✓ ⌦bh2 0.023 ◆ [mK] 輝度温度 ⾚:宇宙論 ⻘:天体物理 21cm線輝線
12.
21cm線 使 、IGM中
中性⽔素 空間分布 。 Liu & Shaw (2020) 21cm線 統計的 記述 ・・・ ⾚⽅偏移 21cm線輝線
13.
21cm線 使 、IGM中
中性⽔素 空間分布 。 Liu & Shaw (2020) 21cm線 :全天 空間 平均 取 21cm線 21cm線 統計的 記述 ・・・ ⾚⽅偏移 21cm線輝線
14.
Liu & Shaw
(2020) 21cm線輝線 ⾚⽅偏移 21cm線 統計的 記述 ・・・ 21cm線 使 、IGM中 中性⽔素 空間分布 。
15.
21cm線 h Tb(k) Tb(k 0 )i
= (2⇡)3 (k + k 0 )P21 Liu & Shaw (2020) 21cm線輝線 ⾚⽅偏移 21cm線 統計的 記述 ・・・ 21cm線 使 、IGM中 中性⽔素 空間分布 。
16.
再電離期のIGMの性質についてより詳しく知りたい。 (例) •再電離モデルへの制限 •イオン化バブルの空間的性質(トポロジー等)や時間進化 •再電離源は何? •銀河形成や進化と再電離の関係
17.
再電離期のIGMの性質についてより詳しく知りたい。 そのためには、再電離期の銀河間物質を直接観測するのが良い。 (例) •再電離モデルへの制限 •イオン化バブルの空間的性質(トポロジー等)や時間進化 •再電離源は何? •銀河形成や進化と再電離の関係
18.
再電離期のIGMの性質についてより詳しく知りたい。 そのためには、再電離期の銀河間物質を直接観測するのが良い。 (例) •再電離モデルへの制限 •イオン化バブルの空間的性質(トポロジー等)や時間進化 •再電離源は何? •銀河形成や進化と再電離の関係 ✕ ALMAやJWST、すばる望遠鏡などの銀河観測とも相補的!
19.
再電離期のIGMの性質についてより詳しく知りたい。 そのためには、再電離期の銀河間物質を直接観測するのが良い。 (例) •再電離モデルへの制限 •イオン化バブルの空間的性質(トポロジー等)や時間進化 •再電離源は何? •銀河形成や進化と再電離の関係 ✕ ALMAやJWST、すばる望遠鏡などの銀河観測とも相補的!
20.
Greig & Mesinger
(2016), Park + (2018) •ベイズ統計学(MCMC)を⽤いて21cm線パワース ペクトルから再電離パラメータ推定 Park et al 2018 21cm線 観測 何 分
21.
Greig & Mesinger
(2016), Park + (2018) •ベイズ統計学(MCMC)を⽤いて21cm線パワース ペクトルから再電離パラメータ推定 •21cm線⾼次統計量(bispectrum, higher moment) Shimabukuro + (2015,2016,2017), Yoshiura + (2015) Watkinson + (2017,2022), Majumadar + (2018), Park et al 2018 21cm線 観測 何 分
22.
Greig & Mesinger
(2016), Park + (2018) •ベイズ統計学(MCMC)を⽤いて21cm線パワース ペクトルから再電離パラメータ推定 •機械学習を⽤いた21cm線シグナルからの情報 抽出 Shimabukuro & Semelin (2017), Kern+(2017), Schmit + (2018) •21cm線⾼次統計量(bispectrum, higher moment) Shimabukuro + (2015,2016,2017), Yoshiura + (2015) Watkinson + (2017,2022), Majumadar + (2018), Park et al 2018 Shimabukuro & Semelin (2017) 21cm線 観測 何 分
23.
Greig & Mesinger
(2016), Park + (2018) •ベイズ統計学(MCMC)を⽤いて21cm線パワース ペクトルから再電離パラメータ推定 •機械学習を⽤いた21cm線シグナルからの情報 抽出 Shimabukuro & Semelin (2017), Kern+(2017), Schmit + (2018) •21cm線⾼次統計量(bispectrum, higher moment) Shimabukuro + (2015,2016,2017), Yoshiura + (2015) Watkinson + (2017,2022), Majumadar + (2018), 統計的アプローチで再電離モデルへの制限 Park et al 2018 Shimabukuro & Semelin (2017) 21cm線 観測 何 分
24.
•再電離源と21cm線シグナル (e.g.) Iliev+
(2012), Kulkarni+ (2017) Kulkarni+ (2017) 21cm線 観測 何 分
25.
•再電離源と21cm線シグナル •銀河形成と再電離 銀河形成・進化が再電離に 与える影響を評価 (e.g.) Iliev+ (2012),
Kulkarni+ (2017) Kulkarni+ (2017) (e.g.) Hutter+ (2017,2021), DRAGONS simulation, TESAN simulation Hutter+ (2017) 銀河からの脱出光⼦ 21cm線 観測 何 分
26.
21cm線 観測 何
分
27.
•ミンコフスキー汎関数(体積や表⾯積、ジーナス等) (e.g.) Gleser +
(2006), Lee +(2008), Friedrich + (2011), Hong + (2014), Yoshiura + (2017), Chen + (2019) Chen + (2019) 21cm線 観測 何 分
28.
•ミンコフスキー汎関数(体積や表⾯積、ジーナス等) •Granulometry法(粒度分析、サイズ分布) (e.g.) Gleser +
(2006), Lee +(2008), Friedrich + (2011), Hong + (2014), Yoshiura + (2017), Chen + (2019) Kakiichi + (2017) Chen + (2019) 21cm線 観測 何 分
29.
•ミンコフスキー汎関数(体積や表⾯積、ジーナス等) •位相幾何学的アプローチ (ベッチ数) •Granulometry法(粒度分析、サイズ分布) (e.g.) Gleser +
(2006), Lee +(2008), Friedrich + (2011), Hong + (2014), Yoshiura + (2017), Chen + (2019) (e.g.) Giri + (2021), Kapahtia + (2021) Kakiichi + (2017) Chen + (2019) Giri + (2021) 再電離期IGMの空間的(幾何学的)特徴を定量的 に評価 21cm線 観測 何 分
30.
Bouman et al
2018 21cm線観測最前線 •2018年、EDGES 21cm線 検出 報告。 本当 ⾼⾚⽅偏移21cm線初観測! 、 ・・・ Singhʼs slide
31.
Bouman et al
2018 21cm線観測最前線 •2018年、EDGES 21cm線 検出 報告。 本当 ⾼⾚⽅偏移21cm線初観測! 、 ・・・ • 、 検出 本当 ・・・ Singhʼs slide
32.
Bouman et al
2018 21cm線観測最前線 •2018年、EDGES 21cm線 検出 報告。 本当 ⾼⾚⽅偏移21cm線初観測! 、 ・・・ • 、 検出 本当 ・・・ 1.未知 物理( 相互作⽤ 、Barkana 2018, Fialkov & Barkana 2018 ) Singhʼs slide
33.
Bouman et al
2018 21cm線観測最前線 •2018年、EDGES 21cm線 検出 報告。 本当 ⾼⾚⽅偏移21cm線初観測! 、 ・・・ • 、 検出 本当 ・・・ 1.未知 物理( 相互作⽤ 、Barkana 2018, Fialkov & Barkana 2018 ) 2.未知 天体物理学(過剰 背景電波源 、Fialkov & Barkana 2019, Reis et al 2020 ) Singhʼs slide
34.
21cm線観測最前線 Singhʼs slide • 、
検出 誤 ・・・ 前景放射 差 引 系統誤差 評価 不⼗分 (Hills et al 2018, Singh & Subrahmanyan 2019) (個⼈的 考 ⽅ ⼈ 多 様 感 ) Bouman et al 2018 •2018年、EDGES 21cm線 検出 報告。 本当 ⾼⾚⽅偏移21cm線初観測! 、 ・・・
35.
21cm線観測最前線 •⼀⽅、SARAS3 EDGES 様
信号 検出 報告 (Singh et al 2022) •SARAS3 EDGES 結果 相関 、correlation ⻘ 分布 。相関 無 ⾚ 分布 。観測結果 0.12(⾚ 分布 consistent)
36.
21cm線観測最前線 •⼀⽅、SARAS3 EDGES 様
信号 検出 報告 (Singh et al 2022) •SARAS3 EDGES 結果 相関 、correlation ⻘ 分布 。相関 無 ⾚ 分布 。観測結果 0.12(⾚ 分布 consistent) 論争 現在 続 、決着 第三 観測 必要!!
37.
MWA LOFAR HERA GMRT 21cm線観測最前線 •21cm線
観測 ⽬指 電波⼲渉計 現在、 世界中 運⽤中。 •⽇本 MWA 参加中(吉浦、⾼橋、伊東 ) •21cm線 観測 独⽴
38.
現在、MWA、LOFAR、HERA 観測 進
、21cm線 上限値 与 。 、理論予想 2,3桁⼤ 値 上限値 困難:電離層、RFI(⼈⼯電波)、前景放射 Shimabukuro et al 2022 21cm線観測最前線
39.
現在、MWA、LOFAR、HERA 観測 進
、21cm線 上限値 与 。 、理論予想 2,3桁⼤ 値 上限値 困難:電離層、RFI(⼈⼯電波)、前景放射 Shimabukuro et al 2022 21cm線観測最前線
40.
21cm線観測最前線 •HERA 天体物理学的 制限。多
HERA 有無 制限 変化 、銀河光度関数 Lyman-alpha forest, CMB観測 制限 ⼤ 。 ・・・ HERA collaboration 2022b
41.
21cm線観測最前線 •HERA 天体物理学的 制限。多
HERA 有無 制限 変化 、銀河光度関数 Lyman-alpha forest, CMB観測 制限 ⼤ 。 ・・・ HERA collaboration 2022b
42.
21cm線観測最前線 •HERA 天体物理学的 制限。多
HERA 有無 制限 変化 、銀河光度関数 Lyman-alpha forest, CMB観測 制限 ⼤ 。 ・・・ HERA collaboration 2022c
43.
21cm線観測最前線 •HERA 天体物理学的 制限。多
HERA 有無 制限 変化 、銀河光度関数 Lyman-alpha forest, CMB観測 制限 ⼤ 。 ・・・ HERA collaboration 2022c
44.
21cm線観測最前線 •HERA 天体物理学的 制限。多
HERA 有無 制限 変化 、銀河光度関数 Lyman-alpha forest, CMB観測 制限 ⼤ 。 ・・・ •⾼⾚⽅偏移銀河 X線光度 星形成率 ⽐ 関 、 厳 制限 得 。 HERA 得 事後分布 HERA collaboration 2022c
45.
21cm線観測最前線 •HERA 天体物理学的 制限。多
HERA 有無 制限 変化 、銀河光度関数 Lyman-alpha forest, CMB観測 制限 ⼤ 。 ・・・ •⾼⾚⽅偏移銀河 X線光度 星形成率 ⽐ 関 、 厳 制限 得 。 場合 関係 HERA 得 事後分布 •⾼⾚⽅偏移銀河 、 銀河 ⽐ 、 X線光度 ⾼ 。 HERA collaboration 2022c
46.
21cm線観測最前線 •HERA 天体物理学的 制限。多
HERA 有無 制限 変化 、銀河光度関数 Lyman-alpha forest, CMB観測 制限 ⼤ 。 ・・・ •⾼⾚⽅偏移銀河 X線光度 星形成率 ⽐ 関 、 厳 制限 得 。 場合 関係 HERA 得 事後分布 •X線光度 ⾼ →⾦属量 低 。 、 初代銀河 ⾦属量 低 。 事 理論的 予想 、実際 観測的 ⽰ 意義 ⼤ 。 •⾼⾚⽅偏移銀河 、 銀河 ⽐ 、 X線光度 ⾼ 。 HERA collaboration 2022c
47.
21cm線観測最前線 •HERA 天体物理学的 制限。多
HERA 有無 制限 変化 、銀河光度関数 Lyman-alpha forest, CMB観測 制限 ⼤ 。 ・・・ 21cm線 使 天体物理学 時代 ⾜⾳ 聞 。 •⾼⾚⽅偏移銀河 X線光度 星形成率 ⽐ 関 、 厳 制限 得 。 場合 関係 HERA 得 事後分布 •X線光度 ⾼ →⾦属量 低 。 、 初代銀河 ⾦属量 低 。 事 理論的 予想 、実際 観測的 ⽰ 意義 ⼤ 。 •⾼⾚⽅偏移銀河 、 銀河 ⽐ 、 X線光度 ⾼ 。 HERA collaboration 2022c
48.
21cm線観測 未来 •2027年 ⼤型電波⼲渉計SKA
本格的 観測 開始予定。
49.
•現在、観測 ⾏ 望遠鏡
、21cm線 統計的検出 ⽬指 、SKA 宇宙暗⿊時代 宇宙再電離期 21cm線 (空間分布) 観測 可能 。 21cm線観測 未来 包 宇宙 歴史 「写真撮影」 !
50.
FARSIDE Lunar Crater Telescope “We
choose to go to the moon” -J.F. Kennedy(1962) ⽉ ・・・ 鸿蒙计划 •2030年代、2040年代 電波天⽂学 ⽉⾯望遠鏡、⽉軌道 衛星 ⽤ 「Lunar Radio Astronomy」 時代 ? •⽉ 、低周波電波観測 邪魔 電離層 RFI 影響 抑 。 •天体 存在 暗⿊時代 宇宙論探査 使 。
51.
⽉進出に向けて •今年、新たに新しい⽇本⼈宇宙⾶⾏⼠候補 が2名誕⽣。彼らは、アルテミス計画で、⽇ 本⼈として初めて⽉⾯に⽴つかもしれな い。 •SKA、そしてその先の⽉⾯での天⽂ 学に向けて、データ解析できる⼈材は これからますます重要になってくる。 • 計画 、実際
⽉⾯ 活動 ⾒据 動 始 。 (⽇本 ⼈材 少 、 狙 ⽬!?)
52.
既 PASJ 読
。 詳 知 場合・・・
53.
頭 ⽚隅 ⼊ •
宇宙暗⿊時代 宇宙再電離期 宇宙 歴史 中 包 • 21cm線 使 、 時代 理解 • 既 21cm線検出 向 観測 始 、 将来観測 SKA計画 動 。 • 将来 ⽉ 舞台 低周波電波天⽂学 計画 • 来 新時代 低周波電波天⽂学 、 触 解析 ⼈材 重宝 ( 繋 !?)。 、 !
Descargar ahora