SKAJP サイエンスグループ報告SKA-JP SWG市來淨與（名古屋大学）

SWG 陣容宇宙時空

計測

突発天体

宇宙論

原始星科学

銀河進化星間物質

宇宙磁場

パルサー

再電離

SKAJP-subSWG 一覧メンバー募集中！

今井（鹿児島）

長谷川（名古屋）

高橋（熊本）

出口（ラドバウド）

町田真美（九州） 竹内（名古屋）

塚本（鹿児島）

新沼（山口）

山内（神奈川）

20 名

27 名

22 名

11 名

23 名26 名

39 名

25 名

22 名

宇宙生命

立ち上げ

準備中

✔ Cosmology✔ Gravitational WavesCradle of Life✔ Epoch of Reionization✔ Extragalactic Continuum✔ Extragalactic Spectral Line✔ HI galaxy science✔ Magnetism✔ Our galaxy✔ PulsarsSolar, Heliospheric & Ionospheric physics✔ TransientsHigh Energy Cosmic Particles✔ VLBI

SKA science and focus groups

SKAJP SWG の活動紹介各種会議・ワークショップを企画実行 国際会議

“SKA Science Workshop in East Asia 2013” @ 名古屋大学

“MWA project meeting” 2018 年 12 月 @ 名古屋大学

“Science At Low Frequencies V” @ 名古屋大学

“The power of Faraday Tomography” @ 宮崎

天文学会 ＠ 甲南大学２０１５年秋季年会　企画 & 特別セッション “ Transformational science and technology with the SKA” Peter Dewdney, Evan Francis Keane (SKA organization)Rachel Webster （ University of Melbourne ）らを招待し議論

物理学会 ＠ 宇都宮大学2017 年春季年会シンポジウム「低周波電波観測が切り開く宇宙物理学」

各種研究会の開催日本 SKA サイエンス会議「銀河進化と遠方宇宙」 2019 @ 神奈川大学日本 SKA パルサー・突発天体研究会 2018@ 茨城

日本 SKA サイエンス会議「銀河進化と遠方宇宙」 2017 @ 熊本

日本 SKA 合同会議「宇宙磁場：銀河系内現象から大規模構造へ」 2016@ 山形

日本 SKA サイエンス会議「宇宙磁場」 2015 @ 鹿児島大

日本 SKA サイエンス会議「銀河進化と遠方宇宙」 2015 @ 神戸市

SKA-japan ワークショップ２０１５ @ 天文台三鷹 … . など

MWA 参加（’１６ ~ 　杉山基盤 (A) ・高橋若手 (A) など）

集中講義 ( 国立天文台・総研大 , 新潟大学 , 基研）

SKAJP SWG の活動紹介● 分野・国際サイエンスレビュー・日本のサ

イエンス● 学部生の興味をそそるように● ６０名の研究者が執筆に参加● 約 320 頁 ; 2018 年改訂予定

1. 序章2. 宇宙再電離3. 宇宙論4. 銀河進化5. パルサー6. 宇宙磁場7. 近傍宇宙時空計測8. 星間物質9. 突発天体10. まとめ

http://www.ska-jp.org/電子版無料配布中！

6 papers are on arxiv!

銀河進化 1603.01938

パルサー 1603.01951

再電離 1603.01961

宇宙論 1603.01959

宇宙磁場 1603.01974 位置天文 1603.02042

改訂版がレビュー論文としてPASJ に掲載決定

改訂版が PTEP に掲載

SKA-JP の成功基準 ( サクセスクライテリア )

目的 (48 字以内 ) ミニマムサクセス (80 字以内 ) フルサクセス (80 字以内 ) エクストラサクセス (80 字以内 )

再電離再電離期中性水素 21cm線の観測により宇宙再電離史と構造形成史を理解する。

【 LOW 】観測が実行され、 SKA先行機よりも良い制度で 21cm線パワースペクトルに制限を与え、幾つかの再電離理論モデルを棄却する。

【 LOW 】 21cmパワースペクトルを同定し、宇宙の平均電離史を決める。すばるとの共同観測で銀河と21cm線の相関を測り再電離の光子源や空間的発

展の仕方にも制限をつける。

【 LOW 】 21cm Tomographyに成功し、再電離期における中性水素の 2次元+赤方偏移空間分布を直接的に示す . イメージング観測から個々の高赤方偏移天体の放射特性を明らかにする .

宇宙論電波域における宇宙論的手法の開拓とそれによる原始宇宙の解明電波域における宇宙論的手法の開拓とそれによる原始宇宙の解明

【 Band2 】既存の観測とは独立な波長域での銀河サーベイによる宇宙論的手法を確立し、既存の観測と同程度の制限を達成する。

【Band2+LOW 】 (1) 原始非ガウス性を σ(fNL)=1で検出する。 (2)21cm パワースペクトルの精密測定により、独立に宇宙論パラメータを決定する。

【Band1,2+LOW 】 (1) 原始非ガウス性の決定による原始密度揺らぎ生成機構の解明。 (2)暗黒物質、暗黒エネルギー、インフレーションモデルを独立に検証。

銀河進化統一スケーリング則を通じたダークマター - バリオン関係の解明。 HI 21cm吸収線系による高赤方偏移銀河の星形成解明。

中間 zまでの様々なスケーリング則の進化の観測的確立。 HI 21cm吸収線系の z > 4での検出

星形成率･ガス質量関数と組み合わせた大統一スケーリング則の確立。 HI吸収線系の統計を用いた銀河形成前夜の素過程の観測的検証。

ダークマター環境 - バリオン関係の進化描像の確立。z = 4-20での銀河形成・宇宙再電離史の総合解明。

パルサーかつてない規模のパルサーサーベイを行い、 ミリ秒パルサーの精密タイミングにより低周波重力波を直接検出するとともに、パルサーの性質と進化を解明する。

全天パルサーサーベイを行い、 10,000個のノーマルパルサーと 1,000個のミリ秒パルサーを発見する。

ミリ秒パルサーに対し精密なパルサータイミング観測を行い、ナノヘルツ重力波を直接検出する。ノーマルパルサーの分類を行い、パルサーの性質と進化を明らかにする。

ミリ秒パルサーの距離を精密測定し、重力波源の位置を精密に決定して、電磁波でのフォローアップを可能にする。

宇宙磁場宇宙磁場を偏波解消とトモグラフィーを用いて 4次元的に解明する

LOW/Band2 の広域連続偏波観測を達成する。 (1) 天の川高銀緯の特徴的な磁場構造の有無を探る。(2) 近傍の数天体でジェットやその終端の構造・組成や加速位置を探る。

Band5 の深連続偏波観測を達成する。 LOW/B2 のデータと合わせる。 (1)複数の近傍 edge-on銀河の磁場形状を特定する。 (2) 銀河団磁場の詳細な構造や粒子加速機構を探る。

Band1 の広域連続偏波観測を達成する。 LOW/B2/B5 のデータと合わせる。 (1) 大規模構造の磁場を発見する。 (2) 偏波解消から銀河磁場の宇宙論的な成長を明らかにする。

時空計測 天の川銀河の基本パラメータの決定。 天の川銀河内のミラ型変光星に対する周期ー光度関係の高精度導出

LMC の銀河回転曲線と経年固有運動を 10μas/ 年の精度で決定。 天の川銀河南天域における渦状腕形状の確定。Milky Way Spiral Arm Tomographyの実施。

M31 の銀河回転曲線と経年固有運動を 3μas/ 年の精度で決定。 天の川銀河のバルジと巨大ブ ラックホールの共進化の解明。 太陽系銀河公転による銀河光行差を 0.5μas/yr の精度で決定。

Astrometric microlensing の検出に基づく暗黒物質、褐色矮星、地球外惑星の探索

SKA-JP SWG

SKAJP - SWG からの要望まとめ観測周波数[GHz]

感度・観測時間 空間（時間）分解能

周波数分解能 観測領域

再電離 1.4/(1+z)8.7/(1+z)

10-3 K (100h)10-4 K (1000h)

1’ (HI)3’ (3HeII)

100kHz 25 平方度

銀河進化（連続光）

< 10 10nJyA/T=10,000m2/K

0.3’’ 10 平方度

銀河進化（ HI吸収線）

1.4/(1+z)0<z<6

33nJ @ 100mJy QSO

5kHz @ 200 MHz

10,000平方度

パルサー（サーチ）

0.3( 高銀緯 ) - 3 （銀河面）

A/T=500m2/K (50 μs) 10kHz 全天

パルサー（タイミング）

A/T=10,000m2/K (100 ns)

宇宙磁場 0.3-2 0.1 μJy 10 km BL 2MHz 全天

時空計測 22 (H20)1.6 (OH)

440mJy (100σ)60m級をアジアに 3 台

3000 km BL kHz

SKAJP - SWG からの要望まとめ観測周波数[GHz]

感度・観測時間 空間（時間）分解能

周波数分解能 観測領域

再電離 1.4/(1+z)8.7/(1+z)

10-3 K (100h)10-4 K (1000h)

1’ (HI)3’ (3HeII)

100kHz 25 平方度

銀河進化（連続光）

< 10 10nJyA/T=10,000m2/K

0.3’’ 10 平方度

銀河進化（ HI吸収線）

1.4/(1+z)0<z<6

33nJ @ 100mJy QSO

5kHz @ 200 MHz

10,000平方度

パルサー（サーチ）

0.3( 高銀緯 ) - 3 （銀河面）

A/T=500m2/K (50 μs) 10kHz 全天

パルサー（タイミング）

A/T=10,000m2/K (100 ns)

宇宙磁場 0.3-2 0.1 μJy 10 km BL 2MHz 全天

時空計測 22 (H20)1.6 (OH)

440mJy (100σ)60m級をアジアに 3 台

3000 km BL kHz

2.1 SKAJP の運営

国際 SWG と KSP 会議

• Key Science Project 会議：ユースケースの検討（修正・新規）• SKA1 の 5 年間の 50-70%程度はKPS枠にする計画

2019/09/02 NSPO 9

Group Name

Epoch of Reionization 市來 竹内 井上 高橋 K 長谷川 島袋 吉浦

Extragalactic Continuum 半田 赤堀

Extragalactic Spectral Line 立原

Cosmology 高橋 K 井上 山内 高橋 T 関口 大山

Cradle of Life

HI Galaxy Science 市來 竹内 平下 半田

Magnetism 赤堀 高橋 K 出口

Our Galaxy 今井 立原 中西

Pulsars 今井 高橋 K 亀谷 （黒柳）

Solar & Heliospheric Physics

Transients 青木 井上

High Energy Cosmic Particles

VLBI 今井 高橋 K 亀谷

コア　連携　 2015 新加入 KSP 会議参加

国際 SKA 科学白書 2015日本人執筆参加者：赤堀・市來・井上・出口・今井・大栗・高橋・竹内・田代・平下・水野・山内・郡

国際 SKA 科学白書 2015日本人執筆参加者：赤堀・市來・井上・出口・今井・大栗・高橋・竹内・田代・平下・水野・山内・郡

赤堀さんのスライドより

国際 SKA science book 執筆への参加The Cosmic Dawn and Epoch of Reionisation with the SKA Koopmans, L., …, Ichiki, K., Inoue, S., Takeuchi, T.T. et al, 2015, (arXiv:1505.07568)21-cm forest with the SKACiardi, B., Inoue, S., Mack, K. et al, 2015, (arXiv:1501.04425)SKA - EoR correlations and cross-correlations: kSZ, radio galaxies, and NIR backgroundJelic, V., Ciardi, B., Fernandez, E., Tashiro, H. et al, 2015, (arXiv:1501.04247)Cosmology from EoR/Cosmic Dawn with the SKA Pritchard, J. Ichiki, K., Ciardi, B., Mesinger, A. et al, 2015, (arXiv:1501.04291)

再電離

Euclid & SKA Synergies Kitching+Takahashi+Yamauchi+ PoS AA SKA14(2015)146, arXiv:1501.03978Overview of Complementarity and Synergy with Other Wavelengths in Cosmology in the SKA eraTakahashi+Yamauchi+, PoS AASKA14(2015)159, arXiv:1501.03859

宇宙論

Measuring magnetism in the Milky Way with the Square Kilometre ArrayM. Haverkorn, T. Aakahori+, PoS AA SKA14 (2015) 96Broadband Polarimetry with the Square Kilometre Array: A Unique Astrophysical ProbeB. Gaensler, I. Agudo, T. Akahori+, PoS AA SKA14 (2015) 103

Unravelling the origin of large-scale magnetic fields in galaxy clusters and beyond through Faraday Rotation Measures with the SKAA. Bonafede, F. Vazza, M. Brüggen, T. Akahori+, PoS AA SKA14 (2015) 95Using SKA Rotation Measures to Reveal the Mysteries of the Magnetised UniverseM. Johnston-Hollitt+, T. Akahori+, PoS AA SKA14 (2015) 92SKA Deep Polarization and Cosmic MagnetismR. Taylor, I. Agudo, T. Akahori+, PoS AASKA14 (2015) 159Very Long Baseline Interferometry with the SKA Paragi, Z., .., Imai, H., et al., 2014, AASKA14, 143 (arXiv:1412.5971)Maser Astrometry with VLBI and the SKA Green, J., .., Imai, H., et al., 2014, AASKA14, 119, (arXiv:1504.00485)Three-dimensional Tomography of the Galactic and Extragalactic Magnetoionic Medium with the SKA Han, J. L., .., Imai, H., et al., 2014, AASKA14, 41 (arXiv:1412.8749) OH masers in the Milky Way and Local Group galaxies in the SKA era Etoka, S., Engels, D., Imai, H., et al., 2014, AASKA14, 125 (arXiv:1501.06153)

宇宙磁場

時空計測

135論文 , 2000頁All chapters can be downloaded from https://www.skatelescope.org/books/

国際 SKA Science 「 Key Science Project 会議」への参加・情報収集

宇宙論 箕田

再電離 長谷川

生命のゆりかご 廣田

系外連続波 出口

系外輝線 町田

高エネルギー宇宙線

HI 銀河科学

宇宙磁場 赤堀

天の川銀河

パルサー 米丸

太陽物理

突発現象

VLBI 小林

最新状況把握のため、自らの興味とは異なる分野にも参加し情報を収集（ありがとうございます）20 頁超の参加報告書あります。 pdf

今後の取り組み（予定）● beyond band 5 のサイエンスケースを国際公募中（窓口：赤堀さん）

– 現在 13 名が著者として参加– 9 月末までにドラフトまとめる

● SKAJP use case の作成（年度毎）– 各 sub-SWG 独自の活動に加えて、 SKAJP SWG 共通のテーマを設定することで日本の独自

性を見つけ改訂版サイエンスブックのユースケースとする– 2018 年度 「 EAVN を用いたサイエンス」

● EAVN勉強会 ( 講師：秦さん ) 4/4

● 「位置天文を用いた低周波重力波の性質の検証」（宇宙論）「将来の EoR 観測のためのコンパクト電波源の精密校正」（ EoR ）「マグネターの固有運動測定」（磁場）など

– 2019 年度「アルマとのシナジー（案）」● SKAJP サイエンスブック第 2 版の作成● 他にも新学術応募とか若手勧誘とか