1995年10月，天文學界迎來重大突破——人類首次在類太陽恒星周圍發(fā)現(xiàn)系外行星"飛馬座51b"。這顆氣態(tài)巨行星的軌道半徑僅為日地距離的二十分之一，比水星更靠近宿主恒星，其存在徹底顛覆了傳統(tǒng)行星形成理論。南京大學天文團隊近日通過系統(tǒng)性研究，成功破解了這類"熱木星"的軌道遷移機制，相關(guān)成果發(fā)表于國際權(quán)威期刊《自然-天文學》。

傳統(tǒng)行星形成理論認為，在火星與木星之間存在"雪線"，該區(qū)域外的低溫環(huán)境使水汽凝結(jié)成冰，能夠快速形成巨行星核心。然而飛馬座51b的出現(xiàn)打破了這種認知，其極端近恒星的軌道位置如同"大火爐旁的雪球"，促使科學家提出"熱木星"這一全新行星類別。這類特殊天體目前已知超過600顆，但其形成演化過程仍存在諸多未解之謎。

研究團隊通過分析123顆熱木星的觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)其軌道遷移存在明顯的時間分異特征。約60%的熱木星在宿主恒星形成初期（數(shù)千萬年內(nèi)）通過"盤遷移"機制快速內(nèi)遷，這類行星被稱為"早來族"；剩余40%則通過"長期混沌"機制在數(shù)億至數(shù)十億年間逐步遷移，形成"晚來族"。這種"分段衰減"模式表現(xiàn)為：20億年前熱木星數(shù)量緩慢減少，之后則加速消亡。

進一步研究揭示了兩類熱木星的顯著差異："晚來族"更傾向于圍繞金屬豐度較高的年輕恒星運行，且軌道平面與恒星自轉(zhuǎn)軸存在較大傾角。這些特征印證了"長期混沌"理論——行星在漫長歲月中通過多體相互作用獲得遷移能量。研究負責人解釋，恒星金屬豐度越高說明其形成時代越晚，這為區(qū)分不同遷移機制提供了關(guān)鍵證據(jù)。

該成果不僅優(yōu)化了現(xiàn)有行星遷移模型，更開創(chuàng)了"行星考古學"研究范式。通過分析熱木星的時空分布規(guī)律，科學家能夠反推恒星系統(tǒng)的演化歷史。例如太陽在紅巨星階段將膨脹至當前軌道半徑的200倍，屆時水星、金星和地球可能遭遇與熱木星相似的潮汐撕裂命運。這種研究方法為預(yù)測系外行星命運提供了新思路。

研究團隊依托中國郭守敬望遠鏡（LAMOST）的巡天數(shù)據(jù)，構(gòu)建了包含數(shù)千顆系外行星的時空數(shù)據(jù)庫。這種大樣本統(tǒng)計分析方法，使得識別行星演化規(guī)律成為可能。目前團隊正將研究擴展至巖質(zhì)行星領(lǐng)域，通過分析類地行星的形成環(huán)境，既可探究地球的未來命運，也為搜尋宜居行星提供理論支撐。

隨著國際天文觀測設(shè)備的迭代升級，行星科學研究正進入精準化時代。歐洲"蓋亞"探測器雖已退役，但我國首座空間天文望遠鏡即將發(fā)射升空。這標志著中國將掌握自主獲取高精度天文數(shù)據(jù)的能力，為破解行星演化奧秘提供更強有力的觀測支持，有望在系外行星研究領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更多突破性發(fā)現(xiàn)。