天文学者らは数十年にわたり、6,000個以上の系外惑星を発見してきた。最初に発見された惑星は、恒星に非常に近く、木星よりも大きな惑星で、太陽系には存在しない形態のものだった。科学者らはこれらの惑星を「ホットジュピター」と分類した。
その後、科学者らは地球に似た岩石惑星やスーパーアースやミニ海王星など、さまざまな系外惑星を発見したが、ホットジュピターは依然として科学界で注目を集め、多くの論争と研究の対象となっている。それは、既存の惑星形成理論では説明が困難な天体だからだ。
惑星は、新生星の周囲のガスや塵からなる原始惑星系円盤で形成されるが、恒星に近い場所では強い恒星風と高温のため、ガスや塵が集まって惑星を形成することが難しいとされる。これは理論的予測だけでなく、実際の観測でも確認されている。
そのため、ホットジュピターはガスや塵が豊富な遠い軌道で形成された後、水星軌道よりもはるかに内側の軌道に移動したと考えられている。しかし、一般に木星より大きな惑星をこのような遠距離から移動させるには、非常に大きな力が必要だ。科学者らは、「他の巨大ガス惑星や恒星の重力以外には、この力を説明することは難しいとされている」と考えている。
米イェール大学のマレナ・ライス助教授（天文学）と同僚らは、他の恒星による重力干渉を研究した。宇宙には太陽のような単独星だけでなく、2つの星が互いの周りを公転する連星系も多く存在する。研究チームは、連星系がそれぞれの惑星に及ぼす重力干渉を調査した。
研究チームは、フォンツァイペル-リドフ-古在振動（ZLK）理論を用いてこのプロセスを説明した。ZLK理論に基づく精密なコンピューターシミュレーションの結果、ホットジュピターが形成される条件が明らかになった。鍵となる条件は「距離」だった。適度な距離にある2つの恒星の周りにそれぞれ木星型ガス惑星が存在する場合、伴星の重力が数十億年かけて惑星の軌道を内側に少しずつ移動させ、2つのホットジュピターを形成した。
もちろん、ホットジュピターの形成過程は一つではないと推測されている。単独星の周りでもホットジュピターが発見されているからだ。この場合、他の巨大惑星との重力相互作用により、一方が恒星の近くへ移動し、もう一方が遠い軌道に残るか、あるいは惑星系から完全に弾き出されると考えられている。科学者らはこのプロセスをより詳細に理解するため、今後も研究を続けていく予定だ。
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