1995年确认的首颗系外行星，如今被研究人员称为“热木星”——一个质量与木星相当，但仅需数日即可绕其恒星运行一周的巨行星。科学家们现在认为，这些行星最初形成于远离宿主恒星的地方，类似于木星在我们太阳系中的形成方式，随后才向内迁移。目前有两种主流解释来描述这种向内迁移是如何发生的：（1）高偏心率迁移，即行星与其他天体的引力相互作用使其轨道被拉伸，随后在靠近恒星时受潮汐力影响，轨道逐渐变得更为圆形；（2）盘迁移，即行星在仍嵌入周围的原行星盘时，缓慢地螺旋式向内移动。
确定一颗特定的热木星遵循了哪条路径一直是个挑战。高偏心率迁移可能导致行星的轨道轴与其恒星的自转轴相比发生倾斜，产生可探测的错位。然而，恒星附近的潮汐力会随时间推移逐渐消除这种错位。由于对齐的轨道可能由任一种过程形成，天文学家一直缺乏可靠的方法来识别通过盘迁移形成的行星。
基于迁移时间尺度的新策略
为了解决这个问题，由东京大学研究生院综合文化研究科的博士生梶悠吾和助理教授福井晓彦领导的研究团队引入了一种新方法，重点关注高偏心率迁移所需的时间长度。
在这种迁移情景中，行星首先沿着高度拉伸的路径运行，随后在反复近距离掠过恒星的过程中，其轨道再次变得圆形。这种圆形化所需的时间取决于多个因素，包括行星质量、轨道特征和潮汐力。一颗热木星若要通过高偏心率迁移形成，其圆形化时间必须短于其行星系统的年龄。在计算了超过500颗已知热木星的圆形化时间后，研究人员发现了约30颗不符合这一要求的行星。这些行星拥有圆形轨道，但其计算出的圆形化时间却超过了其系统的年龄。
支持盘迁移的证据
这一组中的热木星也符合盘内迁移行星的其他预期特征。它们的轨道没有显示出错位的迹象，这表明它们向恒星的移动是平稳的，而非受到破坏性引力相互作用的强烈影响。其中许多行星还属于多行星系统，这种构型通常会被高偏心率迁移所破坏，因为该过程可能会散射或弹射出邻近的行星。
展望这些行星能揭示什么
找到保留清晰迁移证据的行星，对于拼凑出行星系统的历史至关重要。未来对其大气和元素构成的研究，可能会精确定位它们最初在行星盘中形成的区域，从而为热木星的起源和演化提供更深入的见解。
