研究キーワード
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流体力学的不安定性
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宇宙流体力学
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原始惑星系円盤
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惑星形成
研究分野
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自然科学一般 / 宇宙惑星科学
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自然科学一般 / 天文学
学歴
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名古屋大学 大学院理学研究科 素粒子宇宙物理学専攻, 博士後期課程
2018年4月 - 2021年3月
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名古屋大学 大学院理学研究科 素粒子宇宙物理学専攻, 博士前期課程
2016年4月 - 2018年3月
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名古屋大学 理学部 物理学科
2012年4月 - 2016年3月
経歴
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東京科学大学 理学院地球惑星科学系 研究員（学振PD）
2026年4月 - 現在
備考：「研究力向上のための若手研究者雇用支援事業」の導入による身分変更
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東京科学大学 理学院地球惑星科学系 日本学術振興会特別研究員（PD）
2024年10月 - 2026年3月
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東京工業大学 理学院地球惑星科学系 日本学術振興会特別研究員（PD）
2024年4月 - 2024年9月
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特定国立研究開発法人理化学研究所 開拓研究本部 基礎科学特別研究員
2021年4月 - 2024年3月
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名古屋大学 大学院理学研究科 日本学術振興会特別研究員（DC1）
2018年4月 - 2021年3月
所属学協会
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国際天文学連合
2022年6月
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日本地球惑星科学連合
2019年12月
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理論天文学宇宙物理学懇談会
2019年11月
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日本惑星科学会
2018年7月
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日本天文学会
2016年3月 - 現在
論文
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Infrared spectroscopy of micron-sized spherical glass particles: Extinction, absorption, and emission measurements of single and layered arrangements
A. Tamanai, R. Schreyer, H. Mutschke, G. Rouillé, R.T. Tominaga
Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer 2026年10月
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A Hybrid Origin for the Multiple Ring-gap Structures in the Large Protoplanetary Disk V1094 Sco: A Low-mass Planet and Secular Gravitational Instability
Masayuki Yamaguchi, Masahiro N. Machida, Ryosuke T. Tominaga, Jinshi Sai, Takayuki Muto, Michihiro Takami, Hauyu Baobab Liu, Ayumu Shoshi, Takashi Tsukagoshi, Shu Ishibashi
The Astrophysical Journal 2026年8月
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Bridging the gap: Consistent modeling of protoplanetary disk heating and gap formation by planet-induced spiral shocks
Satoshi Okuzumi, Takayuki Muto, Ryosuke T Tominaga, Shizu Shimizu
Publications of the Astronomical Society of Japan 2026年4月
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Hydrodynamical simulations of the vertical shear instability with dynamic dust and cooling rates in protoplanetary disks
Y. Fukuhara, M. Flock, S. Okuzumi, R. T. Tominaga
Astronomy & Astrophysics 2025年9月
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Dust Coagulation Assisted by Streaming Instability in Protoplanetary Disks
Ryosuke T. Tominaga, Hidekazu Tanaka
The Astrophysical Journal 2025年4月
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Rapid Dust Growth during Hydrodynamic Clumping due to Streaming Instability
Ryosuke T. Tominaga, Hidekazu Tanaka
The Astrophysical Journal 2023年12月
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On Secular Gravitational Instability in Vertically Stratified Disks
Ryosuke T. Tominaga, Shu-ichiro Inutsuka, Sanemichi Z. Takahashi
The Astrophysical Journal 2023年8月
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Nonlinear Outcome of Coagulation Instability in Protoplanetary Disks. II. Dust-ring Formation Mediated by Backreaction and Fragmentation
Ryosuke T. Tominaga, Hidekazu Tanaka, Hiroshi Kobayashi, Shu-ichiro Inutsuka
The Astrophysical Journal 2022年12月
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Nonlinear Outcome of Coagulation Instability in Protoplanetary Disks. I. First Numerical Study of Accelerated Dust Growth and Dust Concentration at Outer Radii
Ryosuke T. Tominaga, Hiroshi Kobayashi, Shu-ichiro Inutsuka
The Astrophysical Journal 2022年9月
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Coagulation Instability in Protoplanetary Disks: A Novel Mechanism Connecting Collisional Growth and Hydrodynamical Clumping of Dust Particles
Ryosuke T. Tominaga, Shu-ichiro Inutsuka, Hiroshi Kobayashi
The Astrophysical Journal 2021年12月
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Secular Gravitational Instability of Drifting Dust in Protoplanetary Disks: Formation of Dusty Rings without Significant Gas Substructures
Ryosuke T. Tominaga, Sanemichi Z. Takahashi, Shu-ichiro Inutsuka
The Astrophysical Journal 2020年9月
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Revised Description of Dust Diffusion and a New Instability Creating Multiple Rings in Protoplanetary Disks
Ryosuke T. Tominaga, Sanemichi Z. Takahashi, Shu-ichiro Inutsuka
The Astrophysical Journal 2019年8月
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Non-linear development of secular gravitational instability in protoplanetary disks
Ryosuke T Tominaga, Shu-ichiro Inutsuka, Sanemichi Z Takahashi
Publications of the Astronomical Society of Japan 70 ( 1 ) 2018年1月
書籍等出版物
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Dust-gas instabilities in protoplanetary disks : toward understanding planetesimal formation
Tominaga, Ryosuke
Springer 2022年4月 （ ISBN:9789811917646 ）
講演・口頭発表等
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Dust growth assisted by streaming instability in protoplanetary disks 招待
R. Tominaga, H. Tanaka, K. Wada
The Formation of Stars and Planets in the Evolving Galaxy
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Dust growth assisted by Streaming Instability
R. Tominaga, H. Tanaka, K. Wada
3rd PFITS+ Meeting on Hydrodynamics of Circumstellar Disks and Planet Formation
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Pebble evolution assisted by streaming instability in protoplanetary disks
R. Tominaga, H. Tanaka
Pebbles in Planet Formation
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Planetesimal formation via dust-driven instabilities: Bridging gaps between dust growth and gravitational collapse
R. Tominaga
Mini-Workshop on PPDs and Planets in Hot Summer Nagoya
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A New Instability Driven by Dust Coagulation in Protoplanetary Disks
R. Tominaga, H. Tanaka, H. Kobayashi, S. Inutsuka
Extreme Solar Systems V
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Dust growth toward planetesimals via coagulation instability and secular gravitational instability in protoplanetary disks
R. Tominaga, H. Tanaka, H. Kobayashi, S. Z. Takahashi, S. Inutsuka
Protostars and Planets VII
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Dust transport and outer planetesimal formation via dust-growth-driven instability in protoplanetary disks
R. T. Tominaga, H. Tanaka, H. Kobayashi, S. Inutsuka
Symposium on Next Generation Astrochemistry
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Numerical studies of a new instability driven by dust growth in protoplanetary disks
R. Tominaga, H. Tanaka, H. Kobayashi, S. Inutsuka
The 9th East Asian Numerical Astrophysics Meeting (EANAM9)
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Coagulation instability and planetesimal formation in protoplanetary disks
R. Tominaga, H. Tanaka, H. Kobayashi, S. Inutsuka
NCTS-ASIAA Workshop: Stars, Planets, and Formosa
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Toward Understanding Planetesimal Formation in Protoplanetary Disks I: A Bridge between Dust Growth and Ring-Forming Instabilities
R. Tominaga
Planet-forming Disks: From Surveys to Answers
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Revised description of dust diffusion and dust-gas instabilities in protoplanetary disks
R. Tominaga
Planetesimal formation meeting
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Secular gravitational instability in protoplanetary disks: a mechanism for creating dusty rings and planetesimals
R. Tominaga, S. Z. Takahashi, S. Inutsuka
ALMA Workshop 2019: Early Planet Formation in Embedded Disks
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Revised description of dust diffusion and secular instabilities creating multiple rings in protoplanetary disks
R. Tominaga, S. Z. Takahashi, S. Inutsuka
Planet Formation Workshop 2019
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Formation of axisymmetric substructures via secular instabilities triggered by dust-gas friction and turbulent viscosity in protoplanetary disks
R. Tominaga, S. Z. Takahashi, S. Inutsuka
In the Spirit of Lyot 2019
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Revised description of dust diffusion and a new instability to create multiple rings in protoplanetary disks
R. Tominaga, S. Z. Takahashi, S. Inutsuka
Great Barriers in Planet Formation
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Revised description of dust diffusion and a new secular instability in protoplanetary disks: a possible mechanism to create ring structures and planetesimals
R. Tominaga, S. Z. Takahashi, S. Inutsuka
From Stars to Planets II - Connecting our understandings of star and planet formation
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Revised modeling of turbulent diffusion of dust particles and new instabilities in protoplanetary disks
R. Tominaga, S. Z. Takahashi, S. Inutsuka
Japanese-German meeting on Exoplanets and Planet Formation 2018
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On the linear growth of secular instability in circumplanetary disks
R. Tominaga, S. Z. Takahashi, S. Inutsuka
Circumplanetary Disks and Satellite Formation
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On the Mechanism of Creating Multiple Rings in Protoplanetary Disks: Non-Linear Development of Secular Gravitational Instability
R. Tominaga, S. Inutsuka
2017 Asia-Pacific Regional IAU Meeting
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Non-Linear Development of Secular Gravitational Instability: Case for HL Tau
R. Tominaga, S. Inutsuka
Protoplanetary Disk Dynamics and Planet Formation
受賞
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Springer Theses Award
2021年5月
Ryosuke Tominaga
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理論懇シンポジウム 若手発表賞
2020年12月
冨永遼佑
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日本惑星科学会 最優秀発表賞
2018年10月
冨永遼佑
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名古屋大学大学院 理学研究科顕彰
2016年3月
冨永遼佑
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名古屋大学総長顕彰「学修への取り組み」部門
2016年3月
冨永遼佑
共同研究・競争的資金等の研究課題
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ダスト微物理に基づく早期惑星形成過程の解明
研究課題/領域番号：24KJ1041 2024年4月 - 2027年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
冨永 遼佑
配分額：4810000円 （ 直接経費：3700000円 、 間接経費：1110000円 ）
本研究は惑星の早期形成過程とその後の成長過程を明らかにするために、原始惑星系円盤におけるダストのサイズ進化とガスの動力学の相互作用に着目している。本年度はまず磁化した降着円盤における惑星周囲のガス運動・構造を簡易的な数値シミュレーションで調査した。大局的な磁場の影響は質量降着率をパラメータとしたトルクを用いて模擬し、トルクの強さに応じたガス円盤構造等を公開コードAthena++による2次元流体シミュレーションで系統的に調査した。その結果、古典的な粘性降着円盤と比べて深いギャップが形成されることが確かめられた。また惑星によって発生する衝撃波による加熱率に関して、粘性降着円盤の場合と比べると質量降着率に対する依存性が弱いことがわかった。この衝撃波加熱は惑星近傍のダストを加熱し、昇華・凝縮によるダスト進化を促す。水氷の昇華線近傍に木星質量の惑星がいる場合を想定した数値計算を行った結果、衝撃波通過直後に10マイクロメートル程度以下の氷ダストは全て昇華することがわかった。
上記の数値シミュレーションと並行して、ダストの衝突進化の研究も進めた。円盤の赤道面付近ではストリーミング不安定性によって乱流が駆動され、その間にダストが集積されることがわかっている。そこで、ダスト粒子の運動も扱える公開コードAthenaを用いて、集積中のダストの衝突率と衝突速度を測定し統計的に調査した。その結果、衝突速度は音速の0.1パーセント程度以下と小さいものの、集積に伴い衝突が頻繁に起こるため、ケプラー周期の10倍程度の時間でダストが成長することがわかった。この過程を考慮すると、ダスト集積による微惑星形成が従来の想定よりも起こりやすいことがわかった。この成果をまとめた論文はThe Astrophysical Journalで出版された。 -
原始惑星系円盤の動力学とダスト成長を包括した微惑星形成理論の構築
研究課題/領域番号：21K20385 2021年8月 - 2024年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 研究活動スタート支援
冨永 遼佑
配分額：3120000円 （ 直接経費：2400000円 、 間接経費：720000円 ）
本研究課題は，惑星形成に必須の「微惑星」の形成過程を解明することを目的として，原始惑星系円盤でのダスト集積と衝突成長が相互に促進される過程を数値シミュレーションと線形解析により探求した．主な成果は，（1）衝突成長が駆動する新しい不安定性によってダストが効率的に集積され，衝突成長が加速的に進むことを明らかにしたこと，（2）この集積領域では従来の不安定性による微惑星形成が起こり得ることを示したこと，（3）ストリーミング不安定性と呼ばれるより小さいスケールのダスト集積が衝突成長を促す可能性を示したことの３つである．
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原始惑星系円盤における多重リング構造と微惑星形成機構の統一的解明
研究課題/領域番号：18J20360 2018年4月 - 2021年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
冨永 遼佑
配分額：2200000円 （ 直接経費：2200000円 ）
本研究は惑星形成の現場である原始惑星系円盤の不安定性に注目し，近年の高解像度観測が示唆するダストの多重リング構造と惑星形成過程に重要な微惑星の形成過程の統一的解明を目指すものである．
本年度の研究では，ダスト成長が駆動する原始惑星系円盤の新しい不安定性(Coagulation instability, CI)を発見した．ダスト成長も含む局所線形解析で調べた結果，CIはダストの面密度がガスの0.1%程度まで下がった環境であっても成長でき，リング状にダストを集積することがわかった．ガス乱流に伴う質量拡散などの安定化を考慮してもガススケールハイト程度の波長ではやはりCIが成長でき，Kepler周期の数十倍程度でダストを集積することがわかった．本研究ではCIの数値シミュレーションも行い，ダストが中心星へ落下する前にCIが成長し，ダスト面密度が桁で上昇し得ることを示した．
CIは前年度まで調べてきた「永年重力不安定性による微惑星形成機構」に重要な役割を果たす．というのも，従来の不安定性が発達するためには「数mmから数cm程度のダストの質量面密度がガスの数%程度以上」という条件が円盤内で満たされる必要がある．一方先行研究では，サイズ成長と中心星への落下の結果ダストが数mmまで成長した段階では面密度がガスの0.1％程度になってしまうことが指摘されていた．CIによるダスト集積はこの問題を解決する．これに基づき，初期のサイズ成長の後，CIによってダストをリング状に集積し（リング形成），その後の永年重力不安定性等によって微惑星形成に発展するという新しい微惑星形成シナリオを提唱した．CIの線形解析の論文はすでにThe Astrophysical Journalに投稿済みであり，現在査読中である．
担当経験のある科目（授業）
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電磁気学（地惑）
2025年12月 - 2026年1月 機関名：東京科学大学
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物理学実験
2025年6月 - 2025年7月 機関名：工学院大学
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電磁気学（地惑）
2024年12月 - 2025年1月 機関名：東京科学大学
学術貢献活動
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Pebbles in Planet Formation, SOC
役割：企画立案・運営等
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日本地球惑星科学連合2025年大会 惑星科学セッション 代表コンビーナ
役割：企画立案・運営等
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日本地球惑星科学連合2024年大会 惑星科学セッション 共同コンビーナ
役割：企画立案・運営等