[論文レビュー] The Joint Dark Energy Mission (JDEM) Omega

N. Gehrels|arXiv (Cornell University)|Aug 29, 2010

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 10

ひとこと要約

JDEM-Omegaは、既存の調査と比べて1桁の改良を実現する、広視野の近赤外線宇宙望遠鏡を提案する。この望遠鏡は大規模銀河調査と超新星モニタリングを用い、複数の天体物理学的分野にわたり、宇宙論的に有意なデータセットを提供する。

ABSTRACT

[JDEM-Omega is one of the three concepts that contributed to the Wide-Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) mission advocated by the Astro2010 Decadal Survey. It is the concept on which the recommended observatory configuration is based.] The Joint Dark Energy Mission (JDEM) is a space-based observatory designed to perform precision measurements of the nature of dark energy in the Universe. It will make an order of magnitude progress in measuring the equation of state parameters of the Universe of most importance for understanding dark energy. JDEM-Omega is a wide-field space telescope operating in the near infrared. Dark energy measurements will be made via large surveys of galaxies and supernova monitoring. These will be an order of magnitude larger surveys than currently available and will provide enormous catalogs of astrophysical objects for many communities ranging from solar system to galaxy to galaxies/clusters to cosmology. JDEM-Omega is a mission concept collaboratively developed by NASA and the Department of Energy, with substantial input from the JDEM Science Coordination Group and community at large.

研究の動機と目的

• 未だかつてない精度でダークエネルギーの状態方程式を測定することで、精密宇宙論を前進させること。
• 現在の調査スケールを1桁上回る、画期的な銀河および超新星調査を可能にすること。
• 太陽系、銀河、銀河団、および宇宙論的スケールをカバーする包括的な天体物理学的データセットを提供すること。
• 2010年宇宙科学十年計画調査で推奨された広視野赤外線調査望遠鏡（WFIRST）ミッションの基盤的概念として機能すること。
• ナサとエネルギー省との協働を活用し、JDEM科学調整グループおよび広範な科学コミュニティからの助言を反映すること。

提案手法

• 広視野の宇宙望遠鏡を近赤外線波長帯で運用し、調査の深さと範囲を最大化すること。
• 宇宙構造のマッピングと弱引力レンズ効果の測定を目的とした大規模銀河調査を実施すること。
• 標準巻き戻しとしてのIa型超新星の距離測定に向けた超新星モニタリングキャンペーンを実装すること。
• 高感度と低系統誤差を実現するため、先進的な機器とデータシステムを統合すること。
• スケーラビリティとコミュニティ利用可能性を確保するため、既存の調査フレームワークとデータ処理パイプラインを活用すること。
• 科学的目標と技術的設計、ミッション構成を一致させるために、JDEM科学調整グループと連携すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 宇宙望遠鏡を用いた調査によって、ダークエネルギーの状態方程式をどの程度高い精度で測定できるか？
• RQ2 銀河のクラスタリングと弱レンズ効果からの宇宙論的制約を最大化するための最適な調査戦略は何か？
• RQ3 近赤外線帯での大規模銀河および超新星調査が、宇宙論的パラメータ推定にどのように寄与するか？
• RQ4 ナサとエネルギー省との間で達成可能な技術的・科学的シナジーは何か？
• RQ5 宇宙望遠鏡が、複数の天体物理学的スケールにわたり画期的なデータセットを提供できる範囲はどの程度か？

主な発見

• JDEM-Omegaは、推奨された広視野赤外線調査望遠鏡（WFIRST）ミッションの基盤的概念として特定されている。
• このミッション・コンセプトにより、現在の調査よりも1桁大きい規模の調査が可能となり、統計的パワーが顕著に向上する。
• 近赤外線帯での運用により、銀河間空間の深さと広がりが向上し、ダークエネルギーの制約が強化される。
• このミッションは、宇宙論を越えた複数の科学コミュニティが利用可能な天体オブジェクトのカタログを提供するように設計されている。
• このコンセプトは、2010年宇宙科学十年計画調査によって公式に承認され、推奨される観測装置構成の基礎となっている。
• 科学的妥当性と広範な有用性を確保するため、JDEM科学調整グループおよび広範な科学コミュニティからの大規模な助言をミッション設計に反映している。