第29回

すばるで探る再電離期の宇宙

大内 正己 氏

東京大学・宇宙線研究所

要旨

クエーサーのGunn-Petersonテストや宇宙背景放射の偏光測定から 水素の宇宙再電離は赤方偏移6-15程度に起こったことが分かっている。 しかし，宇宙再電離に関する本質的理解は殆ど進んでいない。例えば， 宇宙再電離が比較的短時間で終了するsharp reionizationだったのか その逆のextended reionizationだったのかといった問題，さらには 宇宙再電離の根本的な問題である電離プロセス（大規模構造の中での電離の伝播） に至っては，何ら解決の糸口はない。我々は，すばる広領域深探査から 宇宙再電離期の銀河を多数検出し，銀河のLya輝線に見られる Lya damping wingの吸収を元に赤方偏移6.6での電離度を探った。 その結果，赤方偏移6.6の水素の大半(>~80+/-20%)は電離されていることが 示唆された。一方で，すばるおよびハッブル宇宙望遠鏡の観測から 得られた赤方偏移７付近の星形成銀河がもたらす紫外線光子の放射密度は， 宇宙を電離するのに必要な量の30%以下しかないと見積もられた。 本発表では，これら一見矛盾する結果が得られた理由を考察し 宇宙再電離と銀河形成に対する制限を示す。さらに，この問題 を解決し，電離プロセスを明らかにする取り組みとして， 現在筑波大学の研究者と一緒に進めているすばる次世代装置 Hyper Suprime-Camの観測データと超大規模シミュレーションを 組みわせた研究について紹介する。