HSC戦略枠サーベイが目指すサイエンス

HSC戦略枠サーベイが
目指すサイエンス
高田昌広 (Kavli IPMU)
On behalf of HSC SSP team
＠2015年天文学会春季年会
HSC Collaboration
International collaboration: all Japan, Princeton, Taiwan
HSC SSP チーム構成
•  PI: 宮崎聡（国立天文台）
•  SWG co-chairs：高田昌広（Kavli IPMU）, M. Strauss
(Princeton)
•  日本20機関以上、プリンストン大学、台湾の研究者からなる
総勢約170名以上の国際チーム
HSC銀河サーベイの観測提案書
サーベイに適する
最強のサーベイ力
（視野）（望遠鏡の口径）
米国の計画（約1000億円、2020?-）
すばるHSC
米国の競合する望遠鏡
すばるSuprime-Cam
•  より広い空の領域
（広視野）かつ暗
い銀河（大口径）
を見渡す大規模銀
河サーベイ
•  HSCは現時点で
世界最高のサーベ
イカメラ
全天球域
深い（暗い）
HSC銀河サーベイ
HSC-UD
観測データの深さ
HSC-D
HSC-Wide
•  HSC-Wide:
–  1400 sq. deg.
–  i~26
–  grizy
•  HSC-Deep:
–  28 sq. deg.
–  i~27
–  grizy+NBs
浅い（明るい）
•  HSC-UD:
–  3.5 sq. deg.
–  i~28
–  Grizy+NBs
狭い
観測領域の広さ
広い
HSC Survey Fields
HSC-D
R.A.
HSC-W
DEC
HSC-D/UD
Galactic Extinction E(B-V)
•  HSC Survey Fields selected based on
–  Overlap with SDSS regions, and overlap with other interesting
datasets (ACT CMB, NIR, spectroscopic surveys, …)
–  Low dust extinction
–  Spread in RA
Filters & Depth
g
r
i
z
y
N3
N8
N9
N10
W
10
10
20
20
20
-
-
-
-
D
84
84
126
210
126
84
168
252
-
UD
420
420
840
1134 1134 -
630
840
1050
•  Depth of each filter is carefully
designed
•  For HSC-Deep and Ultra-Deep, a
combination of broad- and
narrow-band filters allows to
detect Lyman-alpha Emitters at
z=2.2, 5.7, 6.6 and 7.3
主要な科学目標
•  無バイアスなイメージングサーベイ
(宇宙の国勢調査, 数億個の銀河）
•  大統計天文学
•  宇宙論（ダークマター、ダークエネ
ルギー）
•  銀河進化 (z 1)
•  宇宙の再イオン化の物理
z=1.0 mass limit
1014
z=0.6 mass limit
z=0.2 mass limit
M200b [ M O• ]
1015
1015
1014
1013
1013
Halo Mass
ダークマターハローの質量
(クラスタリング＋重力レンズ)
ほんの一例：銀河進化
1012
星形成の効率が
最も高い銀河
1011
1012
1011
1010
107
108
109
Stellar Mass
1010
1011
M* [ M O• ] 星質量
1012
1010
HSC SSP 共同研究ポリシー
•  質問：気兼ねなく、高田、大栗真宗 (東大) まで！
•  Membership: 日本研究機関に所属する方ならどなた
でも！（海外の機関の日本人の方も！）
•  Collaboration policy
•  Wiki page (資料置き場)
•  Mailing lists (議論、情報交換)
•  電話・テレビ会議
•  共同研究会議 (少なくとも年1回）
日本 ‒ 台湾 ‒ プリンストン (次回）
•  Science WG会議
オープンな共同研究！
HSC SSP Organization Structure
•  Executive Board: S. Miyazaki, H. Aihara (Tokyo), N.
Arimoto (NAOJ), You-Hua Chu (ASIAA), H. Murayama
(IPMU), D. Spergel (Princeton), Y. Suto (Tokyo), E. Turner
(Princeton), M. Strauss (Princeton), M. Takada (Takada)
•  Survey Design Committees
–  Wide: M. Takada, Deep: K. Shimasaku, UD: M. Ouchi, M. Strauss
(General)
•  Science WG co-chairs
–  Galaxy Evolution: J. Gunn, AGN: T. Nagao, Weak Lensing: M.
Takada, Galactic Structure: M. Chiba, Solar System: F. Yoshida,
Transients: T. Morokuma, high-z galaxy: M. Ouchi, Supernova: N.
Yasuda, Calibration: J. Gunn, Hardware: S. Miyazaki, Software: R.
Lupton
HSC SSP内での研究の進め方
•  信条：オープンな共同研究
•  流れ：
 サイエンスのプロジェクトの提案 (web & mailing list)
 興味のある人で議論 (telecon & mailing list)
 論文執筆
 共同研究内での内部閲覧
（3週間）
 必要があれば、改定
 論文投稿
•  筆頭著者 = 1番仕事を
した研究者
•  外部共同研究の枠組み
•  博士論文課題は優遇
進捗状況
•  S14A: 6 nights (1 clear)
•  S14B: 15 nights (~10)
•  S15A: so far 3 nights (2)
•  Wide: ~30 sq. degrees
with full depth and full
color ~100 sq. degrees
by the end of S15B
•  HSC-UD: COSMOS/
XMM_LSS, ~1-2hrs of
each color
•  NB921being taken now
HSC-Wide (i-band)
XXL
CFHT-W4
GAMA
GAMA
HSC-D/UD 研究の広がり、発展性
•  HSCと外部データ（多波長データ）のシナジー
•  分光データ：SDSS
‒  銀河、QSOs、QSO吸収線系
‒  MaNGA (IFU for nearby galaxies)
• 
• 
• 
• 
• 
• 
宇宙背景放射：Planck, ACT
X-ray: XLL (XMM), Astro-H
ガンマ線：Fermi
位置天文学：GAIA
近赤外線：e.g., WISE, UltraVISTA, VIKING, UKIDSS
赤外線：Spitzer, Herschel
•  アーカイブ天文学：世界第一線のデータを使い、アイ
デアでやる天文学・宇宙物理
•  9 newly discovered faint satellites
from the public DES catalog
(~2000 sq. degrees) 200
SDSS
CVn II
Leo V
Leo IV
Crater
100
Pal 4
Ursa Major
Hercules
YLMC [kpc]
Draco
Ursa Minor
Sextans
Pal 3
Galactic plane
0
LMC
Carina
SMC
Eridanus
Sculptor
AM 1
-100
Fornax
arXiv:1503.02079
Pisces II
SDSS
-200
-200
VST ATLAS
-100
0
XLMC [kpc]
DES
100
200
銀河イメージング・分光
サーベイ
Miyatake, More, Mandelbaum, MT, Spergel+15 in press
More, Miyatake+15 in press
H. Miyatake
S. More
•  SDSS BOSS DR11 分光銀河サーベイ:
~0.8M CMASS gals (fsky~0.25)
•  CFHTLenS イメージング: the overlapping
region is ~120 sq. degs, ~4800 CMASS gals,
<z_s>~0.7
w
100
100
log M⇤ /h
log M⇤ /h
[11.10,12.00]
2M
=11.49(68%)
2M
=11.83(95%)
[11.10,12.00]
多手法による宇宙論
Lensing (imaging) + Clustering (spec-z)
50
300
⌃(hM /pc2 )
Mpc2 )
350
250
101
wp rp (h
2
•  イメージング：重力レンズ測定によりダークマターの分布を復元
200
•  分光：銀河クラスタリング=3D、高S/N、しかしバイアス不定性
150
-2) + BOSS
•  CFHTLenS
(3.6m imaging, only ~120 sq. deg,
n
(z>0.5)~8
arcmin
0
g
10
100
(2.5m spec-z, 8,400 sq. deg, 0.47<z<0.59) log M⇤ /h
log M⇤ /h
[11.30,12.00]
2M
=11.87(68%)
2M
=12.20(95%)
[11.30,12.00]
50
clustering lensing ⌃(hM /pc2 )
300
250
wp rp (h
2
Mpc2 )
350
200
150
101
100
100
log M⇤ /h
log M⇤ /h
[11.40,12.00]
[11.10,12.00]
300
101
rp (h
1
102
10
Mpc)
2M
=12.23(95%)
=11.83(95%)
1
100
rp (h
)
2
)
350
100
=11.91(68%)
=11.49(68%)
[11.40,12.00]
[11.10,12.00]
2
50
2M
1
Mpc)
17
101
0.95
Planck
Planck
Planck
Planck
CMB
Hybrid clean
Thermal SZ
SZ clusters
SDSSCLF+WMAP7 priors(⌦b , ns , h)
CMASS:DV+AP+f 8 +Planck rs
LRG clustering+lensing
CFHTLens shear
CMASS+WMAP9E priors (⌦b , ns , h)
0.90
ＣＦＨＴ＋BOSS
0.85
planck
8
ダークマターの空間分布の非一様性の度合い
WMAP9E
0.80
HSC+BOSS (expected)
WMAP
0.75
0.70
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
⌦m ダークマターの存在量
Prime Focus Spectrograph (PFS)
19
SDSS imaging + spectroscopy (1999-; 2.5m望遠鏡)
We can do約150万個の銀河の大規模探査（サーベイ）
the similar thing with HSC+PFS for the universe at z>0.5
皆さん、一緒にHSCで
エキサイティングな
サイエンスをやりましょう！

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