Updated on 2025/09/30

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OKUZUMI SATOSHI
 
Organization
School of Science Professor
Title
Professor
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News & Topics
  • Astronomers Discover First Step Toward Planet Formation

    2023/10/06

    Languages: English

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    An international research team led by Project Assistant Professor Satoshi Ohashi of the National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) has conducted high-resolution and multi-wavelength observ

  • 惑星形成の最初の一歩が捉えられる

    2023/10/06

    Languages: Japanese

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    概要東京工業大学理学院地球惑星科学系の奥住聡准教授を含む国立天文台の大橋聡史特任助教らの国際研究チームは、比較的若い原始星、おうし座DG星まわりの原始惑星系円盤に対し、アルマ望遠鏡※による高解像度観測や多波長観測を行い、円盤の構造や惑星の材料となる塵の大きさ、量について詳細に調べま

  • 宇宙の塵の塊の「跳ね返り」が衝突合体による微惑星形成を阻害する 大きくなるとくっつきにくくなる粉状体の衝突挙動を発見

    2023/07/11

    Languages: Japanese

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    要点-2つの固体微粒子の塊が衝突する数値シミュレーションを行い、構成粒子数が約1万粒子から14万粒子までの様々な大きさの塊について、衝突後に2つの塊がくっついて大きな塊となる(以下、「衝突合体」)確率を調査した。-衝突させる微粒子の塊の半径が大きくなるほど衝突

  • 隕石中に閉じ込められたCO2に富む液体の水を世界で初めて発見 太陽系形成時に誕生した小天体がその後の木星の軌道変化に伴なって移動した証拠

    2021/05/11

    Languages: Japanese

      More details

    立命館大学総合科学技術研究機構の𡈽山明教授、東京工業大学理学院地球惑星科学系の奥住聡准教授らの研究グループは、炭素質コンドライトと呼ばれる隕石(サッターズミル隕石:Sutter'sMill)の鉱物の中に、X線ナノCTおよび低温下での透過型電子顕微鏡を用いた分析により、鉱物中に閉じ込められた二酸化炭素

  • 太陽系外惑星の材料を特定する新しい観測手法の提案 壊れゆく惑星から流れ出る塵の色を宇宙望遠鏡の組み合わせで観る

    2020/10/07

    Languages: Japanese

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    要点-太陽系外の惑星を構成する固体物質はこれまでのところ不明-高温のため蒸発しつつある太陽系外惑星のもつ「塵の尾」に着目-複数の宇宙望遠鏡を用いて塵の尾の「色」を観測することにより、惑星の組成が推定できることを立証概要東京工業大学理学院地球惑星科学系の奥谷彩香大学院生(博士後期課程2年)、奥住聡准教

  • 巨大氷惑星の形成現場を捉えた―アルマ望遠鏡で見つけた海王星サイズの惑星形成の証拠―

    2016/09/21

    Languages: Japanese

      More details

    概要 近年、太陽以外の星のまわりにも、多様性に富む数多くの惑星が発見されてきました。しかし、それらの形成過程は謎のままであり、天王星・海王星のような巨大氷惑星の形成過程も、いまだによく分かっていません。うみへび座TW星は、年齢が約1,000万歳と若く、星のまわりには塵とガスの円盤があると知られています。研究チームは今回、円盤内の塵が放つ電波をアルマ望遠鏡[用語1]で捉え、円盤のようすを詳しく描き出すことに成功しました。円盤には何本かの暗い隙間が刻まれており、特に半径22天文単位[用語2]の隙間では、周囲に比べて小さな塵が豊富に存在することがわかりました。理論的研究から、円盤内に惑星が存在すると、こうした特徴が現れることが提唱されており、今回の観測成果はこの理論予測と合致します。隙間の特徴を考慮すると、ここには海王星程度の大きさの惑星ができていると考えられます。この発見により、どんな大きさの惑星が、どこでいつごろ作られるかが明らかにできると期待されます。

  • ALMA Spots Possible Formation Site of Icy Giant Planet

    2016/09/21

    Languages: English

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    Astronomers found signs of a growing planet around TW Hydra, a nearby young star, using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Based on the distance from the central star and the distribution of tiny dust grains, the baby planet is thought to be an icy giant, similar to Uranus and Neptune in our Solar System. This result is another step towards understanding the origins of various types of planets.

  • 惑星形成環境の磁場強度に対する理論的制約の解明

    2015/02/12

    Languages: Japanese

  • Constraining the strength of magnetic fields in planet-forming environments

    2015/02/12

    Languages: English

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News & Media

Degree

  • Ph.D. ( Kyoto University )

Research Interests

  • 原始惑星系円盤

  • 惑星科学

  • planet formation and evolution

  • theoretical astrophysics

Research Areas

  • Natural Science / Astronomy

  • Natural Science / Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics

  • Natural Science / Space and planetary sciences

Education

  • Kyoto University   Graduate School of Human and Environmental Studies

    2005.4 - 2010.3

      More details

  • Kyoto University   Faculty of Integrated Human Studies

    2001.4 - 2005.3

      More details

  • 東京都立国立高等学校

    1998.4 - 2001.3

      More details

Research History

  • Institute of Science Tokyo   Department of Earth and Planetary Sciences, School of Science   Professor

    2024.10

      More details

  • Tokyo Institute of Technology   School of Science   Professor

    2024.4 - 2024.9

      More details

  • Tokyo Institute of Technology   School of Science   Associate Professor

    2016.4 - 2024.3

      More details

  • Tokyo Institute of Technology   Graduate School of Science and Engineering, Department of Earth and Planetary Sciences   Associate Professor

    2015.9 - 2016.3

      More details

  • Tokyo Institute of Technology   Department of Earth and Planetary Sciences   Assistant Professor

    2013.3 - 2015.8

      More details

  • Nagoya University   Department of Physics   JSPS Superlative Research Fellow

    2010.4 - 2013.2

      More details

  • Kyoto University   Graduate School of Human and Environmental Studies   JSPS Research Fellow (DC2)

    2008.4 - 2010.3

      More details

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Professional Memberships

Committee Memberships

  • 日本惑星科学会   広報専門委員長  

    2019.10   

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    Committee type:Academic society

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  • 日本惑星科学会   総務専門委員  

    2013.3   

      More details

    Committee type:Academic society

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  • 日本惑星科学会   行事部会委員  

    2013.3   

      More details

    Committee type:Academic society

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Papers

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MISC

  • 衝突雷発生可能性の検証に向けた粉体への衝突実験

    黒澤, 耕介, 佐藤, 雅彦, 大野, 遼, 新原, 隆史, 中澤, 風音, 奥住, 聡, 村主, 崇行, 長谷川, 直, KUROSAWA, Kosuke, SATO, Masahiko, ONO, Haruka, NIIHARA, Takafumi, NAKAZAWA, Kanon, OKUZUMI, Satoshi, MURANISHI, Takayuki, HASEGAWA, Sunao

    令和2年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム 講演集 = Proceedings of 2021 Symposium on Laboratory Experiment for Space Science   2021.3

     More details

    Language:Japanese   Publisher:宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)  

    令和2年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム(2021年3月5日. オンライン開催)
    2021 Symposium on Laboratory Experiment for Space Science (March 5, 2021. Online Meeting)
    PDF再処理の為、2023年3月7日に差替
    資料番号: SA6000161006
    レポート番号: 6

    CiNii Research

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  • 衝突雷発生可能性の検証に向けた種々の粉体への衝突実験

    黒澤, 耕介, 中澤, 風音, 佐藤, 雅彦, 奥住, 聡, 村主, 崇行, 長谷川, 直, KUROSAWA, Kosuke, NAKAZAWA, Kanon, SATO, Masahiko, OKUZUMI, Satoshi, MURANUSHI, Takayuki, HASEGAWA, Sunao

    令和元年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム 講演集 = Proceedings of 2020 Symposium on Laboratory Experiment for Space Science   2020.3

     More details

    Language:Japanese   Publisher:宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)  

    令和元年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウムは、新型コロナウイルスの感染拡大防止のため開催中止。すべて書面発表になりました。
    資料番号: SA6000149013
    レポート番号: 13

    CiNii Research

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  • Discovery of An au-scale Excess in Millimeter Emission from the Protoplanetary Disk around TW Hya

    Takashi Tsukagoshi, Takayuki Muto, Hideko Nomura, Ryohei Kawabe, Kazuhiro D. Kanagawa, Satoshi Okuzumi, Shigeru Ida, Catherine Walsh, Tom J. Millar, Sanemichi Z. Takahashi, Jun Hashimoto, Taichi Uyama, Motohide Tamura

    The Astrophysical Journal Letters   2019.6

     More details

    We report the detection of an excess in dust continuum emission at 233~GHz<br />
    (1.3~mm in wavelength) in the protoplanetary disk around TW~Hya revealed<br />
    through high-sensitivity observations at $\sim$3~au resolution with the Atacama<br />
    Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). The sensitivity of the 233~GHz<br />
    image has been improved by a factor of 3 with regard to that of our previous<br />
    cycle 3 observations. The overall structure is mostly axisymmetric, and there<br />
    are apparent gaps at 25 and 41 au as previously reported. The most remarkable<br />
    new finding is a few au-scale excess emission in the south-west part of the<br />
    protoplanetary disk. The excess emission is located at 52 au from the disk<br />
    center and is 1.5 times brighter than the surrounding protoplanetary disk at a<br />
    significance of 12$\sigma$. We performed a visibility fitting to the extracted<br />
    emission after subtracting the axisymmetric protoplanetary disk emission and<br />
    found that the inferred size and the total flux density of the excess emission<br />
    are 4.4$\times$1.0~au and 250~$\mu$Jy, respectively. The dust mass of the<br />
    excess emission corresponds to 0.03~$M_\oplus$ if a dust temperature of 18~K is<br />
    assumed. Since the excess emission can also be marginally identified in the<br />
    Band 7 image at almost the same position, the feature is unlikely to be a<br />
    background source. The excess emission can be explained by a dust clump<br />
    accumulated in a small elongated vortex or a massive circumplanetary disk<br />
    around a Neptune mass forming-planet.

    DOI: 10.3847/2041-8213/ab224c

    arXiv

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  • 粉体への衝突実験で発生する光点の特徴

    黒澤, 耕介, 岩澤, 聖徳, 奥住, 聡, 村主, 崇行, 長谷川, 直, Kurosawa, Kosuke, Iwasawa, Masanori, Okuzumi, Satoshi, Muranushi, Takayuki, Hasegawa, Sunao

    平成30年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム 講演集 = Proceedings of 2019 Symposium on Laboratory Experiment for Space Science   2019.2

     More details

    Language:Japanese   Publisher:宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)  

    平成30年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム (2019年2月28日-3月1日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)相模原キャンパス), 相模原市, 神奈川県
    2019 Symposium on Laboratory Experiment for Space Science (February 28 - March 1, 2019. Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(ISAS)), Sagamihara, Kanagawa Japan
    資料番号: SA6000139022

    CiNii Research

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  • 衝突雷の検証に向けた粉体への高速度衝突

    黒澤, 耕介, 村主, 崇行, 奥住, 聡, 長谷川, 直, Kurosawa, Kosuke, Muranushi, Takayuki, Okuzumi, Satoshi, Hasegawa, Sunao

    平成29年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム 講演集 = Proceedings of 2018 Symposium on Laboratory Experiment for Space Science   2018.2

     More details

    Language:Japanese   Publisher:宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)  

    平成29年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム (2018年2月26日-27日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)相模原キャンパス), 相模原市, 神奈川県
    2018 Symposium on Laboratory Experiment for Space Science (February 26-27, 2018. Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(ISAS)), Sagamihara, Kanagawa Japan
    資料番号: SA6000123005

    CiNii Research

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  • Report of the 5th Workshop on Satellite Systems

    Tanigawa Takayuki, Kimura Jun, Okuzumi Satoshi, Sekine Yasuhito, Kuramoto Kiyoshi, Ohtsuki Keiji, Tanaka Hidekazu

    Planetary People - The Japanese Society for Planetary Sciences   26 ( 4 )   190 - 191   2017

     More details

    Language:Japanese   Publisher:The Japanese Society for Planetary Sciences  

    DOI: 10.14909/yuseijin.26.4_190

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  • Modeling Dust and Turbulence in Protoplanetary Disks : A New Picture of Planetesimal Formation

    109 ( 12 )   833 - 842   2016.12

     More details

    Language:Japanese  

    CiNii Books

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  • Report of Workshop on Satellite Systems 2015

    Tanigawa T., Kimura J., Sekine Y., Kuramoto K., Ohtsuki K., Tanaka H., Okuzumi S.

    Planetary People - The Japanese Society for Planetary Sciences   24 ( 4 )   343 - 345   2015

     More details

    Language:Japanese   Publisher:The Japanese Society for Planetary Sciences  

    DOI: 10.14909/yuseijin.24.4_343

    CiNii Books

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  • Report of Workshop on Satellite Systems

    Tanigawa T, Okuzumi S, Kimura J, Kuramoto K, Ohtsuki K

    Planetary People   23 ( 4 )   386 - 388   2014.12

     More details

    Language:Japanese   Publisher:日本惑星科学会  

    CiNii Books

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  • O4-01 微惑星サイズと乱流の関係(口頭発表セッション4 惑星形成II,口頭発表)

    小林 浩, 田中 秀和, 奥住 聡

    日本惑星科学会秋期講演会予稿集   2014   "O4 - 01"   2014.9

     More details

    Language:Japanese   Publisher:日本惑星科学会  

    CiNii Books

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  • P1-16 モノマーサイズ分布のあるダストアグリゲイトの衝突とイジェクタ量(ポスターセッション1,ポスター発表)

    和田 浩二, 田中 秀和, 小林 浩, 奥住 聡, 木村 宏

    日本惑星科学会秋期講演会予稿集   2014   "P1 - 16"   2014.9

     More details

    Language:Japanese   Publisher:日本惑星科学会  

    CiNii Books

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  • S01 高空隙ダストの静的圧縮を考慮した微惑星形成(特別セッション(最優秀発表賞選考),口頭発表)

    片岡 章雅, 田中 秀和, 奥住 聡, 和田 浩二

    日本惑星科学会秋期講演会予稿集   2013   S01   2013.11

     More details

    Language:Japanese   Publisher:日本惑星科学会  

    CiNii Books

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  • Report of Workshop on Satellite Systems

    Tanigawa T., Okuzumi S., Kimura J., Kuramoto K., Ohtsuki K.

    Planetary People - The Japanese Society for Planetary Sciences   22 ( 4 )   274 - 276   2013

     More details

    Language:Japanese   Publisher:The Japanese Society for Planetary Sciences  

    DOI: 10.14909/yuseijin.22.4_274

    CiNii Books

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  • Report of the Mini Workshop on the Formation of Satellite Systems

    TANIGAWA T, OKUZUMI S, KURAMOTO K, OHTSUKI K

    Planetary People   21 ( 4 )   377 - 379   2012.12

     More details

    Language:Japanese   Publisher:日本惑星科学会  

    CiNii Books

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  • O8-06 原始惑星系円盤におけるダストの静的圧縮過程(口頭発表セッション8(室内実験II,惑星形成論I),口頭発表)

    片岡 章雅, 田中 秀和, 奥住 聡, 和田 浩二

    日本惑星科学会秋期講演会予稿集   2012   71 - 71   2012.10

     More details

    Language:Japanese   Publisher:日本惑星科学会  

    CiNii Books

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  • S07 周惑星円盤ガスの降着過程についての理論的解析(特別セッション:最優秀発表賞選考,口頭発表)(ポスターセッション1,ポスター発表)

    藤井 悠里, 奥住 聡, 谷川 享行, 犬塚 修一郎

    日本惑星科学会秋期講演会予稿集   2012   7 - 7   2012.10

     More details

    Language:Japanese   Publisher:日本惑星科学会  

    CiNii Books

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  • 108,P001 原始惑星系円盤における帯電ダストの合体成長(オーラルセッション2 最優秀発表賞選考,最優秀発表賞選考エントリーポスター,ポスターセッション1)

    奥住 聡, 田中 秀和, 阪上 雅昭

    日本惑星科学会秋期講演会予稿集   2009   8 - 8   2009.9

     More details

    Language:Japanese   Publisher:日本惑星科学会  

    CiNii Books

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  • 28pSP-1 Coagulation of charged dust aggregates in protoplanetary disks

    Okuzumi Satoshi, Tanaka Hidekazu, Sakagami Masa-aki

    Meeting abstracts of the Physical Society of Japan   64 ( 1 )   225 - 225   2009.3

     More details

    Language:Japanese   Publisher:The Physical Society of Japan (JPS)  

    CiNii Books

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  • Possible discovery of nonlinear tail and quasinormal modes in black hole ringdown Reviewed

    S. Okuzumi, K. Ioka, M.-A. Sakagami

    Journal of Physics: Conference Series   154   2009

     More details

  • 26aSG-8 Quasinonnal ringing of acoustic black holes

    Okuzumi Satoshi, Sakagami Masa-aki

    Meeting abstracts of the Physical Society of Japan   62 ( 1 )   98 - 98   2007.2

     More details

    Language:Japanese   Publisher:The Physical Society of Japan (JPS)  

    CiNii Books

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  • IX-4 Puzzles of Hawking Radiation and its Simulation by Transonic Flow

    Sakagami Masa-aki, Okuzumi Satoshi

    ( 23 )   54 - 54   2006

     More details

    Language:Japanese  

    CiNii Books

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Awards

  • 2020年度理学院教員教育賞

    2021.2   東京工業大学  

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  • 平成30年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞

    2018.4  

    奥住 聡

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  • 平成28年度東工大挑戦的研究賞・学長特別賞

    2016.8   東京工業大学  

    奥住 聡

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  • 2015年度研究奨励賞

    2016.3   日本天文学会  

    奥住 聡

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  • 平成26年度理学系若手研究奨励賞

    2014.12   東京工業大学  

    奥住 聡

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  • Outstanding Young Scientist Award of the Year 2013

    2014.4   The Japanese Society for Planetary Sciences  

    Satoshi Okuzumi

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Research Projects

  • 隕石のマルチスケール揮発性元素組成分析により解き明かすD型小惑星の起源と進化

    Grant number:25K00025  2025.4 - 2028.3

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    深井 稜汰, 林 佑, 奥住 聡, 荒川 創太

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    Grant amount:\18720000 ( Direct Cost: \14400000 、 Indirect Cost:\4320000 )

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  • Constructing the theory of rocky planet formation in cold protoplanetary disks

    Grant number:23K25923  2023.4 - 2027.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

      More details

    Grant amount:\18720000 ( Direct Cost: \14400000 、 Indirect Cost:\4320000 )

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  • Constructing the theory of rocky planet formation in cold protoplanetary disks

    Grant number:23H01227  2023.4 - 2027.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

      More details

    Grant amount:\18720000 ( Direct Cost: \14400000 、 Indirect Cost:\4320000 )

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  • Meteoritic and theoretical studies on the origin of isotopic dichotomy in meteorites

    Grant number:23H00143  2023.4 - 2027.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

      More details

    Grant amount:\47060000 ( Direct Cost: \36200000 、 Indirect Cost:\10860000 )

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  • Exploring Substructure Formation in Infant Protoplanetary-Disks

    Grant number:20H00182  2020.4 - 2025.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)  Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

      More details

    Grant amount:\44980000 ( Direct Cost: \34600000 、 Indirect Cost:\10380000 )

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  • Construction of an unifying model of formation and evolution of primordial material in the solar system

    Grant number:20H00205  2020.4 - 2025.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)  Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

      More details

    Grant amount:\44330000 ( Direct Cost: \34100000 、 Indirect Cost:\10230000 )

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  • A new scenario of dust growth in protoplanetary disks explored through large-scale direct numerical simulations of turbulence

    Grant number:20H01948  2020.4 - 2024.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)  Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

      More details

    Grant amount:\16900000 ( Direct Cost: \13000000 、 Indirect Cost:\3900000 )

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  • Snow lines at the origin of multiple dust rings in protoplanetary disks

    Grant number:19K03926  2019.4 - 2022.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)  Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    Okuzumi Satoshi

      More details

    Grant amount:\4290000 ( Direct Cost: \3300000 、 Indirect Cost:\990000 )

    High-resolution observations of disks by the ALMA radio telescope have revealed that dust rings are distributed in protoplanetary disks. Some models suggest that such dust rings may form around snow lines, where volatiles sublimate. In this study, we developed an accurate model for the disk temperature distribution needed for accurate prediction of the location of the snow line. We further examined the possibility that dust rings formed around snow lines may lead to planet formation. We found that snow lines can be everywhere in disks due to the instability of the disk temperature distribution. We also found that dust rings forming around snow lines can produce planetesimals when the radial inward flux of dust in the disk is high.

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  • 大規模数値計算によるダスト付着成長の微物理の発展

    Grant number:19K03941  2019.4 - 2022.3

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    田中 秀和, 和田 浩二, 奥住 聡, 田中 今日子

      More details

    Grant amount:\4290000 ( Direct Cost: \3300000 、 Indirect Cost:\990000 )

    ALMAにより明らかにされた多数の原始惑星系円盤におけるリング状の間隙構造は焼結したダストの衝突合体を起こしにくい性質により形成されたとする説が提唱されている。また最近のALMA偏光観測より円盤ダストは比較的密な構造を持つことが示唆されているが焼結したダストの衝突合体は跳ね返りの効果で密な構造をつくることも予想されている。昨年度の研究で、跳ね返り条件はダストの配位数(構成粒子1つに対する接触点数)が重要であることが示されていた。
    本年度は衝突で生成された様々な配位数をもつダストに対する跳ね返り条件を調べ、また配位数の増加過程についても調べた。その結果、焼結領域においてその場成長したダストは配位数の増加が押さえられ成長を継続でき、一方外側の低温領域で成長した後に焼結領域へ入ってきたダストは配位数が大きく、焼結による成長阻害が効くことが明かになった。
    次に、ダスト衝突合体に対する衝突ダストの質量比依存性を調べた。特に質量比が3倍程度の時に破壊が最も起こりやすいことが明らかになった。この成果については論文投稿し印刷中である。衝突で発生した破片総量やサイズ分布についても詳細に調べる予定である。
    さらに、ダスト衝突時の圧縮過程において2体の衝突ダストの間で充填率に差がある場合には従来モデルより大幅に圧縮が起きやすいという注目すべき現象も明らかになっている。今後これらについてもさらに詳しく調べる予定である。

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  • Theory for the Formation of Planetary Systems from Diverse Protoplanetary Disks

    Grant number:18H05438  2018.6 - 2023.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)  Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

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    Grant amount:\122200000 ( Direct Cost: \94000000 、 Indirect Cost:\28200000 )

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  • Impact-induced lightning: A new perspective on the paleoenvironment of planets

    Grant number:17K18812  2017.6 - 2020.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)  Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    Kurosawa Kosuke

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    Grant amount:\6370000 ( Direct Cost: \4900000 、 Indirect Cost:\1470000 )

    Impact-generated ejecta curtains produced by hypervelocity impacts onto planets are investigated using experimental, analytical and numerical methods. It is found that no large-scale discharge structures are generated in typical spatial and time scales of laboratory impact experiments. The analytic and numerical models were developed to analysis the mutual collisions between the constituent micro particles of ejecta curtains. We have reproduced the mesh-like patterns of ejecta curtains observed in the laboratory experiments. In the future, we will investigate the possibility whether lightning discharges occur in ejecta curtain.

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  • Modeling the coevolution of dust and the snow line in protoplanetary disks

    Grant number:16K17661  2016.4 - 2019.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)  Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    Okuzumi Satoshi, MORI shoji, TAZAKI ryo, HOMMA kazuaki

      More details

    Grant amount:\4030000 ( Direct Cost: \3100000 、 Indirect Cost:\930000 )

    Planets form in gas disks around young stars. These protoplanetary disks have an inner region where water cannot exist in its solid form. The outer boundary of this ice-free region is called the snow line. In this study, we investigated the efficiency of disk heating due to Joule dissipation, finding that the heating is so inefficient that the snow line in the solar nebula must have located interior to the current orbit of the Earth. We also developed a numerical model that can treat dust growth and disk temperature evolution, and discovered a new mechanism by which icy small solid bodies promptly form in a region outside the snow line.

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  • Decoding the origin of solar system from the isotope anomalies of heavy elements in meteorites

    Grant number:16H04081  2016.4 - 2019.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)  Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Yokoyama Tetsuya

      More details

    Grant amount:\17680000 ( Direct Cost: \13600000 、 Indirect Cost:\4080000 )

    The aim of this research is to derive a new planet formation theory by measuring isotope anomalies of heavy elements in meteorites and constraining the dynamic history of precursor materials of planetesimals. The isotopic compositions of Sr, Nd, and Mo in meteorites revealed the presence of two isotopically distinct reservoirs in the early solar system where parent bodies of meteorites were formed. In particular, the outer asteroid belt was found to be enriched in components derived from supernovae. Such isotopic variability is caused by the heterogeneous distribution of s- and r-process nuclides in the early solar system, which was triggered by the selective destruction of dust grains by nebular thermal processing in the inner solar system, followed by the transportation of recrystallized-silicate dusts into the outer solar system.

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  • Constructing a standard formation model of satellites around gas giant planets

    Grant number:15H02065  2015.4 - 2020.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)  Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    Ida Shigeru

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    Grant amount:\41210000 ( Direct Cost: \31700000 、 Indirect Cost:\9510000 )

    Toward construction of a standard theoretical model for moon formation around general gas giant planets, which has not been addressed, we performed state-of-arts fluid dynamical, gravitational N-body, and statistical Monte Carlo simulations. Using the simulation results of gas inflow to a circumplanetary disk, we suggested the growth mode of a solid core in a gas giant. Through N-body simulations, we showed that orbit crossing occurred between Enceladus, a Saturnian moon, and other moons and the associated tidal heating is enough to maintain Enceladus geyser activity with assistance of the moon-ring gravitational interactions. Based in these results, we published a review article on current understanding of Saturnian moon formation in Science. We also showed that the orbital configurations and chemical compositions of Galilean moons are reproduced if a modern model of a circumplanetary disk is used.

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  • 原始惑星系円盤における大局磁場とガス降着の共進化

    Grant number:26400224  2014.4 - 2016.3

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    竹内 拓, 奥住 聡, 武藤 恭之, 廣瀬 重信

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    Grant amount:\4680000 ( Direct Cost: \3600000 、 Indirect Cost:\1080000 )

    本研究は、原始惑星系円盤などの降着円盤において、円盤を貫く星間磁場がどのような形状になっているか、また星間磁場を種とする乱流の強さ、および円盤の降着率はどの程度になるかを理論的に解き明かすことを目的としている。
    これまでの研究で、円盤の降着速度が与えられた場合の磁場形状の定常解の解析的な導出および、磁場のみの時間進化を求めることに成功している。平成27年度は、円盤の密度と磁場構造の同時進化の研究を行った。これまでに開発したデッドゾーンがある場合でのガスと磁束の移流速度のモデル化を使った。このモデルでは、移流速度は、磁場強度および電離度を通して面密度の関数となる。われわれは円盤内側のデッドゾーンとその外側の磁気乱流が活発な場所との境界に着目し、そこでの微小な摂動に対する線形安定性を調べ、そこが粘性不安定を持つことがわかった。さらに、密度と磁場の時間進化を数値的に解いて、非線形発展を調べたところ、デッドゾーン境界に密度が濃い部分と薄い部分が縞状に現れ、その後100万年程度で消失することがわかった。この縞の幅は、現在の計算では数値的なグリッドサイズで決まっているが、現実の円盤では他の流体不安定や熱拡散で決まると考えられる。デッドゾーン境界での詳細な密度構造を求めるにはさらなる数値シミュレーションが必要であるが、本研究成果は、年齢100万年程度の円盤に特徴的な縞状構造が現れることを予言しており、近い将来の高分解能観測によって検証できると考えられる。
    また、円盤中心部には密度の低い領域が現れることも数値計算によって示され、観測されているいくつかの遷移円盤を形成するメカニズムの一つになると考えられる。

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  • Modeling the coevolution of dust and magnetic turbulence in planetesimal formation stages

    Grant number:25887023  2013.8 - 2015.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Research Activity Start-up  Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

    OKUZUMI Satoshi, TAKEUCHI Taku, MORI Shoji

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    Grant amount:\2730000 ( Direct Cost: \2100000 、 Indirect Cost:\630000 )

    Planet formation begins with the growth of dust grains to planetesimals. In this research project, we have focused on the roles of protoplanetary disk turbulence in planetesimal formation processes and have investigated how the intensive of magnetic disk turbulence evolves with dust growth. Specifically, (1) we analyzed the transport of magnetic fluxes (the seeds of magnetic turbulence) within a protoplanetary disk, and found that there is an upper limit on the magnetic flux strength in a steady disk; (2) we for the first time modeled plasma heating by magnetic disk turbulence, and found that the heated plasma stabilizes the magnetic turbulence, promotes grains’ negative charging, and thereby slows down the collisional growth of the grains.

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  • Formation theory of habitable terrestrial planets

    Grant number:23103005  2011.4 - 2016.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)  Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

    IDA SHIGERU

      More details

    Grant amount:\141960000 ( Direct Cost: \109200000 、 Indirect Cost:\32760000 )

    Regarding formation of protostars and protoplanetary disks, we have constructed a new scenario that a disk is formed at the stage of a Jupiter-mass star and the disk fragment into clumps to fall onto the star. Regarding planetesimal formation, through analysis of simultaneous evolution of dust size, porosity and orbit, we found that icy planetesimals are successfully formed. Regarding comparison of theory with observed data, we performed Monte Carlo simulations to reproduce the orbital eccentricity distribution of exoplanets. Our study of planetary atmosphere acquired from the disk could explain diversity of bulk density of extrasolar super-Earths. We also proposed two theoretical models to explain the ring structure in the disks that were revealed by ALMA observations.

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  • 塵粒子集合体の電気力学及び構造力学的進化が駆動する微惑星形成

    Grant number:10J07006  2010 - 2012

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    奥住 聡

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    Grant amount:\6000000 ( Direct Cost: \6000000 )

    従来の惑星形成理論では、付着成長を通じて形成される塵粒子集合体(ダストアグリゲイト)をコンパクトな球とみなすという著しい簡単化がなされていた。しかしながら、近年の実験室および数値実験によると、ダスト粒子は付着成長を通じて極めて低い内部密度を持つアグリゲイトへと進化することが明らかになっている。本研究員は、合体成長・内部密度進化・軌道進化を同時かつ無矛盾に考慮した円盤ダスト進化数値シミュレーションを世界に先駆けて行った。その結果、低密度化に伴うダストの空気力学的特性の変化がダストの急速な成長をもたらし、微惑星形成理論における最大の難題の1つであった「ダストの中心星落下問題」が回避されることを示した。さらに、塵粒子集合体の構造進化の観測的実証を目指し、低密度のアグリゲイトモデルを用いて原始惑星系円盤のミリ波放射光の時間進化の理論予測を行った。その結果、ダストの急速成長が中心星近傍における円盤ミリ波放射の欠損をもたらし、すでに観測されている「ミリ波遷移円盤」と類似の放射構造が自然に説明されることを明らかにした。
    一方、原始惑星系円盤中の乱流は惑星形成に対して決定的な影響を与えることが知られている。本研究員は、原始惑星系円盤における主要な乱流である磁気流体力学的乱流(磁気乱流)を考慮した微惑星形成の数値シミュレーションを実施し、その結果、微惑星形成が阻害されないためには大局的磁束強度が10mG程度でなければならないことを示した。円盤大局磁束の強度は、分子雲コアから原始惑星系円盤が形成される段階で、ある程度決定すると考えられている。本研究成果は、「円盤形成期における磁場の輸送進化がその後の惑星形成過程を決定付ける」というこれまでにない新しい視点を提供するものである。

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  • 音響ブラックホールモデルを用いたブラックホール物理の解明

    Grant number:08J04371  2008 - 2009

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    奥住 聡

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    Grant amount:\1200000 ( Direct Cost: \1200000 )

    ブラックホールとは、一般相対性理論からその存在が予言される天体である。近年になって、ブラックホールの関与するいくつかの新しい波動現象が予言された。これらの予言を実証することは、一般相対性理論のより精密な検証に繋がるものであるが、これらを天文観測から直接実証することは現在では困難である。本研究の目的は、(1)これらの現象を詳細に解析するための理論的に整備すること、(2)地上実験が可能なブラックホール擬似モデルである「音のブラックホール」を利用し、これらの現象の存否を実証すること、の2点である。本年度の研究成果は以下の2点に要約される。
    1.ブラックホールは「準固有振動」と呼ばれる重力波を放出することが知られる。ごく最近、一般相対性理論の非線形効果が周波数の異なる準固有振動を生み出すことが予想された(Ioka & Nakano 2007)。しかし、この先行研究で用いられた解析手法の妥当性は大いに疑問が残されていた。本研究では、非線形な重力波に対しても妥当性が保証される新たな解析手法を独自に開発し、先行研究で予言されていた非線形由来の準固有振動が実際に存在することを証明した。さらに副産物として、準固有振動とは別種の未知なる重力波モードを発見した。この現象は近い将来観測されるであろう重力波形に大きな影響を与えると予想される。本研究業績は国際論文誌「Journal of Physics」において発表した。
    2.ブラックホールは「ホーキング輻射」と呼ばれる熱輻射を放出することが予言されている。近年、高エネルギー領域での量子論的効果がこの輻射のスペクトルを変形させる可能性が指摘された(Barcelo et al.2009)。本研究では、ホーキング輻射のスペクトルを実験的に特定するための手段として、量子論的効果が現れる流体である「ボース・アインシュタイン凝縮体」に注目し、これを用いた音響ブラックホールを現在の技術で実現するための方策を提案した。本研究業績は国内論文誌「ながれ」において発表した。

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