太陽系外ダスト円盤の寿命を決める新過程

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19540234
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 山本 哲生 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (10126196)
• 研究分担者: 墻内 千尋 立命館大学, 理工学部, 教授 (80027812) ; 平原 靖大 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (30252224)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 太陽系外惑星 / 原始惑星系円盤 / ダスト / 物質進化

研究概要

惑星系ダスト円盤の寿命やそこでの種々の物理過程を明確にするため, 以下の研究を行った.
(1) 残骸円盤におけるダスト集積の理論
(2) ダストアグリゲートの衝突シミュレーション
(3) 電子線照射によるシリケートダストの結晶化
(4) 低温結晶化の実験と理論
(5) 結晶シリケート粒子の蒸発実験
その結果, 汎用性をもつ, 残骸円盤におけるダスト集積の解析的理論の構築, 従来の常識を破る低温結晶化の機構と宇宙物理学へのその応用, ダスト衝突によるダストの付着成長/破壊の条件の解明と微惑星への成長への含意, 等についての研究を展開した.

研究成果

• [雑誌論文] Ice sublimation of dust particles and their detection in the outer solar system Earth (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kobayashi, H. Kimura, S. Yamamoto, S. Watanabe,& T. Yamamoto
  • 雑誌名: Planets, Space 61 ページ: 1-5
• [雑誌論文] Low-temperature crystallization of thin silicate layer on crystalline Fe dust (2009)
  • 著者名/発表者名: C. Kaito, A. Kumamoto, Yoshio Saito,& Ryoichi Ono
  • 雑誌名: Earth Planets Space 61 ページ: 1-3
• [雑誌論文] Numerical Simulation of Dust Aggregate Collisions.II.Compression and Disruption of Three-Dimensional Aggregates in Head-On Collisions (2008)
  • 著者名/発表者名: Wada, K., Tanaka, H., Suyama, T., Kimura, H.,& Yamamoto, T.
  • 雑誌名: ApJ 667 ページ: 1296-1308
• [雑誌論文] Mid-infrared spectra of cometary dust : The evasion of its silicate mineralogy (2008)
  • 著者名/発表者名: Kimura, H., Chigai, T,& Yamamoto, T.
  • 雑誌名: A&A 482 ページ: 305-307
• [雑誌論文] Infrared Spectra of Dust Aggregates in Cometary Comae : Calculation with Olivine Formed by Exothermic Chemical Reactions (2008)
  • 著者名/発表者名: Kimura, H., Chigai, T.& Yamamoto, T.
  • 雑誌名: ApJ 111 ページ: 1-7
• [雑誌論文] A New method of evaluation of melt/crystal interfacial energy and activation energy of diffusion (2008)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K.K., Yamamoto, T., Nagashima, K.,& Tsukamoto, K.
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 310 ページ: 1281-1286
• [雑誌論文] Analytic Model of Upper tropospheric clouds in the tropical Hadley cell (2008)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K.K., Yamamoto, T., Watanabe, S.& Nakajima, K.
  • 雑誌名: Earth, Planets, Space 60 ページ: 219-228
• [雑誌論文] Production of refractory-metal ultrafine particles by gas evaporation method and their surface oxide layer (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kimura & Kaito, C.
  • 雑誌名: Surface & Coatings Technology 202 ページ: 4159-4162
• [雑誌論文] Characteristic low-temperature crystallization of amorphous Mg-bearing silicate grains under electron irradiation (2008)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Miyazaki, Y., Kumamoto, A., Saito, M.& Kaito, C.
  • 雑誌名: ApJ 680 ページ: L89-L92
• [雑誌論文] Direct observation of MoO2 crystal growth from amorphous MoO3 film (2008)
  • 著者名/発表者名: Nina, K., Kimura, Y., Yokoyama, K., Kido, O., Binyo, G.,& Kaito, C.
  • 雑誌名: Physica E 40 ページ: 2995-2998
• [雑誌論文] Structural alterations of carbon particles in saturated water vapor (2008)
  • 著者名/発表者名: Kaito, C., Shintaku, M., Sakao, R., Kumamoto, A, Saito, M., Kimura, Y. Ohyagi, S., Morikawa, S.& Suzuki, H.
  • 雑誌名: Jpn.J. Applied Phys. 47 ページ: 6588-6591
• [雑誌論文] Morphological Alteration & Structure of ZnO Particles Produced in Electric Field (2008)
  • 著者名/発表者名: C. Kaito, Y. Kinuta, H. Suzuki, S. Adachi, A. Kumamoto, Y. Saito,& Y. Kimura
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 77 ページ: 094708-1-4
• [雑誌論文] EXPERIMENTAL DEMONSTRATION OF CONDENSATION OF Mg-BEARING SILICATE GRAINS AROUND EVOLVED STARS (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, S. Sasaki, H. Suzuki, A. Kumamoto, M. Saito,& C. Kaito
  • 雑誌名: ApJ 684 ページ: 1496-1501
• [雑誌論文] POSSIBLE DRIVING FORCE BEHIND FORMATION OF COSMIC CARBYNE CRYSTALS (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura & C. Kaito
  • 雑誌名: ApJ 685 ページ: L83-L86
• [雑誌論文] Growth of Functional FeTi Clusters Covered with Carbon Layer (2008)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Kaito, Akihito Kumamoto, Ryoichi Ono, Yoshio Saito,& Shigeru Morikawa
  • 雑誌名: Research Letters in Nanotechnology Volume Article ID 734940 ページ: 3
• [雑誌論文] Theory of Energy Dissipation in a Viscoelastic Body under Time-dependent Stress Adv (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, T., Minato, T.
  • 雑誌名: Space Res. 39 ページ: 472-476
• [雑誌論文] Numerical simulation of dust aggregate collisions.I.Compression and disruption of two-dimensional aggregates (2007)
  • 著者名/発表者名: Wada, K., Tanaka, H., Suyama, T., Kimura, H.&, Yamamoto, T.
  • 雑誌名: ApJ 661 ページ: 320-333
• [雑誌論文] Relationship between Morphology and Spectra Revealed by Difference in Magnesium Content of Spinel Particles (2007)
  • 著者名/発表者名: Saito, M., Kurumada, M.& Kaito, C.
  • 雑誌名: Advances in Geosciences Vol.7 : Planetary Science(PS) ページ: 133-142
• [雑誌論文] Production of Metallic Particles Covered with Insulator Layer (2007)
  • 著者名/発表者名: Katsuyama, T., Kumamoto, A., Suzuki, H., Kido, O, Saito, Y.,& Kaito, C.
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 46,No.6A ページ: 3690-3693
• [雑誌論文] Growth of Pt clusters from Mixture Film of Pt-C and Dynamics of Pt Clusters (2007)
  • 著者名/発表者名: Shintaku, M., Kumamoto, A., Suzuki, H.,& Kaito, C
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 46,No.6A ページ: 3687-3689
• [雑誌論文] Direct observation of the Crystallization of Carbon-Coated Mg bearing silicate (2007)
  • 著者名/発表者名: Kaito, C., Sasaki, S., Miyazaki, Y., Kumamoto, A., Kurumada, M.. Yokoyama, K., Saito, M., Kimura, Y.,& Suzuki, H.
  • 雑誌名: Advances in Geosciences Vol.7 : Planetary Science(PS) ページ: 125-131
• [雑誌論文] Formation of CaTiO3 Crystalline Dust in Laboratory (2007)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama, K., Kimura, Y., Kido, O., Kurumada, M., Kumamoto, A.& Kaito, C
  • 雑誌名: Advances in Geosciences Vol.7 : Planetary Science(PS) ページ: 115-123
• [雑誌論文] New Method of Producing Titanium Carbide, Monoxide and Dioxide Grains in Laboratory (2007)
  • 著者名/発表者名: Kumamoto, A., Kurumada, M., Kimura, Y.,& Kaito, C.
  • 雑誌名: Advances in Geosciences Vol.7 : Planetary Science(PS) ページ: 93-99
• [雑誌論文] Formation of Alumina Nanoparticles in Plasma (2007)
  • 著者名/発表者名: Kurumada, M.& Kaito, C
  • 雑誌名: Advances in Geosciences Vol.7 : Planetary Science(PS) ページ: 69-77
• [雑誌論文] Exothermic chemical reactions can drive nonthermal crystallization of amorphous silicate grains (2007)
  • 著者名/発表者名: Kaito, C., Miyazaki, Y., Kumamoto, A.& Kimura, Y.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 666 ページ: L57-L60
• [雑誌論文] A New Method for Producing Fine Platinum Particles (2007)
  • 著者名/発表者名: Kumamoto, A.& Kaito, C.
  • 雑誌名: Japanese Journal Applied Physics 46,No.10A ページ: 6906-6907
• [雑誌論文] Structural Alteration of Nanostructure Carbon Particles Carrying Pt Clusters in H2 and O2 Gases (2007)
  • 著者名/発表者名: Kaito, C., Ono, R., Sakao, R., Kumamoto, A., Saito, M., Kimura, Y.& Ohyagi, S.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 46,No.46 ページ: L1141-1142
• [雑誌論文] An Observation of the Gravitational Acceleration generated by A Magnetic Force by means of Bold's Pendulim (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishio, N., Saito, Y., Yoshimoto, N,& Kaito, C.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics Education 31,No.2 ページ: 19-24
• [雑誌論文] Effect of absorption on light scattering by aggromerated debris particles J. Quantitive Spectroscopy & Radiative Transfer
  • 著者名/発表者名: E. Zubko, H. Kimura, Y. Shkuratov, K. Muinonen, T. Yamamoto, H. Okamoto,& G. Videen
  • 雑誌名: (in press)
• [雑誌論文] Dust ring formation due to sublimation of dust grains drifting radially inward by the Poynting-Robertson drag : An analytic model Icarus
  • 著者名/発表者名: H. Kobayashi, S. Watanabe, H. Kimura,& T. Yamamoto
  • 雑誌名: (in press)
• [雑誌論文] Nonthermal crystallization of amorphous silicate in comets Earth
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, T. Chigai, H. Kimura,& K.K. Tanaka
  • 雑誌名: Plantes, Space (in press)
• [雑誌論文] Structural Alteration of Carbon Particle in Saturated Water Vapor
  • 著者名/発表者名: Kaito, C., Shintaku, M., Sakao, R., Kumamoto, A., Saito, M., Kimura, Y., Oyagi, S., Morikawa, S.,& Suzuki, H.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics (in press)
• [雑誌論文] Characteristic Low Temperature Crystallization of Amorphous Mg-Bearing Silicate Grains Under Electron Irradiation
  • 著者名/発表者名: Kimura,Y., Miyazaki,Y.,Kumamoto,A.,Saito,M.,& Kaito,C.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal (in press)
• [雑誌論文] Experimental Demonstration of Condensation of Mg-Bearing Silicate Grains Around Evolved Stars
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y. Sasaki, Y., Suzuki, H., Kumamoto, A., Saito, M.& Kaito, C.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal (in press)
• [学会発表] Laboratory experiments on the evaporation of amorphous and crystalline grains (2009)
  • 著者名/発表者名: C. Kaito & A. Kumamoto
  • 学会等名: The 2nd Subaru International Conference Keauhou
  • 発表場所: Hawaii
  • 年月日: 20090309-12
• [学会発表] Silicon oxide formation in hydrogen or carbon monoxide gases (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Kumamoto & C. Kaito
  • 学会等名: The 2nd Subaru International Conference Keauhou
  • 発表場所: Hawaii
  • 年月日: 20090309-12
• [学会発表] Physical processes of dust aggregates in protoplanetary disks The 2nd Subaru International Conference (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto
  • 学会等名: Exoplanets and Disks-Their Formation and Diversity-
  • 発表場所: Keauhou, Hawaii
  • 年月日: 2009-03-10
• [学会発表] アモルファスシリケイトの低温結晶化過程 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中今日子, 山本哲生
  • 学会等名: 日本惑星科学会秋季講演会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 20081101-03
• [学会発表] デブリ円盤における衝突の効果-惑星形成時の衝突による質量損失- (2008)
  • 著者名/発表者名: 小林浩, 田中秀和, 山本哲生
  • 学会等名: 日本惑星科学会秋季講演会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 20081101-03
• [学会発表] 星雲衝撃波に伴う過飽和珪酸塩ダスト蒸気の生成 : 凝縮物のサイズと形態の多様性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 三浦均, 田中今日子, 山本哲生, 中本泰史, 野澤純, 塚本勝男, 山田淳也
  • 学会等名: 日本惑星科学会秋季講演会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 20081101-03
• [学会発表] Direct observation on the structural alteration of dusts under low energy He+ irradiation (2008)
  • 著者名/発表者名: C. Kaito, R. Ono, A. Kumamoto, Y. Saito,& C. Koike
  • 学会等名: Cosmic Dust Near & Far
  • 発表場所: Heidelberg
  • 年月日: 20080908-12
• [学会発表] Atmosphere Gas Effect on Grain Formation in Laboratory (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Kumamoto & C. Kaito
  • 学会等名: Cosmic Dust Near & Far
  • 発表場所: Heidelberg
  • 年月日: 20080908-12
• [学会発表] Crystalline Fe2SiO4 and Amorphous Fe-bearing grains formation by coalescence and growth (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Saito, R. Ono, A. Kumamoto,and C. Kaito
  • 学会等名: Cosmic Dust Near & Far
  • 発表場所: Heidelberg
  • 年月日: 20080908-12
• [学会発表] Low temperature crystallization of silicate dust (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, K.K. Tanaka, H. Kimura
  • 学会等名: T. Chigai AOGS 2008
  • 発表場所: Busan
  • 年月日: 20080616-20
• [学会発表] Low Temperature Crystallization of Thin Amorphous Silicate Layer on the Crystalline Fe Dust (2008)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Kaito, Akihito Kumamoto, Midori Saito & Yuki Kimura
  • 学会等名: AOGS 2008
  • 発表場所: Busan
  • 年月日: 20080616-20
• [学会発表] Laboratory Experiments on the PAH grains with inorganic Matters and their alteration by plasma (2008)
  • 著者名/発表者名: Midori Saito, Y. Kimura and C. Kaito
  • 学会等名: AOGS 2008
  • 発表場所: Busan
  • 年月日: 20080616-20
• [学会発表] Laboratory Production of Crystalline and Amorphous Forsterite Grains (2008)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Miyashita, Akihito Kumamoto, Midori Saito, Yuki Kimura & Chihiro Kaito
  • 学会等名: AOGS 2008
  • 発表場所: Busan
  • 年月日: 20080616-20
• [学会発表] Characteristic Grain Formation in Hydrogen Gas Atmosphere (2008)
  • 著者名/発表者名: Akihito Kumamoto, Yuki Kimura & Chihiro Kaito
  • 学会等名: AOGS 2008
  • 発表場所: Busan
  • 年月日: 20080616-20
• [学会発表] In situ observation of structural alteration process of filmy quenched carbonaceous composite (2008)
  • 著者名/発表者名: Akihito Kumamoto, Yuki Kimura, Chihiro Kaito,& Setsuko Wada
  • 学会等名: Organic Matter in Space IAU Symposium 251
  • 発表場所: Hong Kong
  • 年月日: 20080218-22
• [図書] 星間物質と星形成シリーズ現代の天文学6(福井康雄, 犬塚修一郎, 大西利和, 中井直正, 水野亮編)日本評論社 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本哲生
  • 総ページ数: 325
  • 出版者: 日本評論社
• [備考]
  • URL: http://risu.lowtem.hkudai.ac.jp/japanese_index.html