熱木星如何遷移軌道? 圓化時間揭新線索

莊宇欽 2025/12/18 13:07 點閱 334 次
東京大學團隊將「熱木星」的遷移區分為兩種路徑,並發現它們是通過行星盤遷移至靠近恆星的軌道上。(Photo from Wikipedia)
東京大學團隊將「熱木星」的遷移區分為兩種路徑,並發現它們是通過行星盤遷移至靠近恆星的軌道上。(Photo from Wikipedia)

【台灣醒報記者莊宇欽綜合報導】宇宙中,大質量系外行星如何遷移軌道?東京大學團隊將「熱木星」的遷移區分為兩種路徑,並發現約有30顆熱木星的圓化時間比其系統年齡長,表明了它們是通過行星盤遷移至靠近恆星的軌道上。可見,熱木星也具有與主恆星對齊的軌道,甚至位於多行星系統中。

熱木星遷移軌跡

SciTechDaily》報導,人類於1995年首次探測到圍繞其他恆星運行的「熱木星」,這些系外行星是一種離主恆星非常近、質量與木星相似的氣態巨行星,具有極短的公轉週期與極高的表面溫度。科學家認為,熱木星最初形成於遠離恆星的地方,類似於太陽系中的木星,後來才向恆星內部移動。

對此,科學家提出兩個主要過程。首先,行星與其他天體的引力相互作用扭曲其軌道,然後恆星附近的潮汐力逐漸使其變為圓形,形成「高偏心率遷移」;再來,行星嵌入原行星盤(氣體和塵埃盤)中並緩慢地向內螺旋運動,形成「盤狀遷移」。

東京大學文理研究所團隊引入了一種新的觀測方法,使行星最初沿著一條高度拉伸的軌道運行,在反覆近距離掠過恆星後,過程中的潮汐力會使其軌道逐漸變圓。然而,研究人員計算500多顆已知熱木星的圓化時間後發現,大約有30顆行星並不符合觀測要求。

熱木星起源演化

每日科學》報導,在高偏心率遷移過程中,引力擾動會使行星軌道相對於其恆星自轉軌道傾斜,造成可測量的偏差。然而,隨著時間的推移,潮汐力可以減少甚至消除這種傾斜,即使軌道與恆星自轉軌道高度吻合,也不能保證行星是來自盤狀遷移。

對此,尋找那些仍保留著行星系統運動軌跡痕跡的行星,對於理解行星系統的演化至關重要。研究團隊指出,大氣層和化學成分的研究或許能夠揭示熱木星最初在星盤中的位置,從而為熱木星的起源和演化提供新的見解。

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