東京大学の研究者らが、ホットジュピターが星に向かって内側にどのように移動したかを区別するためのタイミングベースのアプローチを開発した。軌道の円軌道化タイムスケールを解析することで、原始惑星系円盤を平和的に通過した可能性が高い約30個のそのような惑星を特定し、激しい散乱ではなくディスク移動を示した。この発見は、これらの巨大系外惑星の形成過程に関するより明確な証拠を提供する。
1995年に最初の確認された系外惑星が発見された際、それはホットジュピターだった：木星に似た質量を持つガス惑星だが、星を数日で公転する。私たちの太陽系にある木星とは異なり、太陽から遠く離れた位置にあるこれらの惑星は、より遠くで形成された後、内側に移動したと考えられている。この移動を説明する主な2つの理論がある：高離心率移動で、他の天体からの重力の引きつけにより軌道が楕円形に引き伸ばされ、星近くの潮汐力で円軌道化されるもの；およびディスク移動で、若い星を囲む原始惑星系円盤内に埋め込まれた状態で惑星が滑らかに内側に螺旋状に移動する穏やかなプロセスである。
これらの経路を区別することは困難だった。高離心率移動は惑星の軌道を星の自転と非平行にできるが、潮汐効果が時間とともに再平行化し、ディスク移動の結果を模倣する。そこで、東京大学大学院総合文化研究科の大学院生・河井悠吾氏と助教・福井明彦氏、および渡辺憲治氏、深沢翔氏、成田憲昭氏らのチームは、円軌道化タイムスケールに焦点を当てた手法を考案した。
高離心率の場合、高離心軌道は星への近点通過を繰り返すことで円軌道化され、惑星の質量、軌道特性、潮汐相互作用に影響される。この移動がホットジュピターの現在の円軌道を説明するには、円軌道化がシステムの年齢内に完了する必要がある。チームは500以上の既知ホットジュピターについてこれらの時間を計算し、約30個で必要時間がシステム年齢を超えるものを発見し、高離心率移動を排除した。
これらの候補はディスク移動の特徴と一致する：軌道に非平行がないため非摂動経路を示し、多くのものが複数惑星系にあり、激しい移動なら伴惑星を放出して乱すはずである。この証拠は原始平行と近接惑星近傍の好みを支持し、一部で暴走移動ダイナミクスを示唆する。
こうした同定は惑星系の歴史再構築に重要である。今後の大気・組成解析でこれらのホットジュピターの起源ディスク領域が明らかになり、系外惑星進化の理解が深まる。研究はThe Astronomical Journal（2025年、巻170、号6、論文299）に掲載。