Έχουν αλλάξει οι θέσεις οι πλανήτες;

Από την προοπτική ενός παρατηρητή που βασίζεται στη Γη, οι πλανήτες φαίνονται συνεχώς να αλλάζουν θέσεις στον ουρανό - γεγονός που αντανακλάται στην ίδια τη λέξη "πλανήτης", που προέρχεται από τα αρχαία ελληνικά για «περιπλανώμενος». Αυτές οι φαινομενικές κινήσεις μπορούν να εξηγηθούν υποθέτοντας ότι οι πλανήτες κινούνται σε σχεδόν κυκλικές τροχιές γύρω από το ήλιος. Οι διαστάσεις αυτών των τροχιών παρέμειναν σταθερές σε όλη την ανθρώπινη ιστορία, αλλά σε πολύ μεγαλύτερες χρονικές κλίμακες έχουν αλλάξει λόγω της πλανητικής μετανάστευσης.

Οι κινήσεις των πλανητών διέπονται από τις δυνάμεις που ενεργούν πάνω τους. Η μεγαλύτερη από αυτές τις δυνάμεις είναι η βαρύτητα του ήλιου, η οποία κρατά τους πλανήτες στις τροχιές τους. Εάν δεν υπήρχαν άλλες δυνάμεις, τότε οι τροχιές δεν θα άλλαζαν ποτέ Στην πραγματικότητα, ωστόσο, υπάρχουν πολλές άλλες δυνάμεις που εμπλέκονται, που ονομάζονται διαταραχές. Αυτά είναι μικρότερα σε μέγεθος από τη βαρύτητα του ήλιου, αλλά αρκετά μεγάλα για να κάνουν τους πλανήτες να αλλάξουν τις θέσεις τους για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Οι διαταραχές περιλαμβάνουν τη βαρυτική επίδραση μεγάλων πλανητών, όπως ο Δίας και ο Κρόνος, καθώς και το σωρευτικό αποτέλεσμα συγκρούσεων και στενών συγκρούσεων με αστεροειδείς και κομήτες.

Όταν οι πλανήτες σχηματίστηκαν για πρώτη φορά, περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, το ηλιακό σύστημα ήταν ακόμα γεμάτο με μεγάλες ποσότητες αερίου και σκόνης - αρκετά για να ασκήσει σημαντική βαρυτική έλξη στους πρόσφατα σχηματισμένους πλανήτες. Το αέριο και η σκόνη συγκεντρώθηκαν σε έναν πυκνό, περιστρεφόμενο δίσκο, και αυτό έγινε ο κύριος μοχλός της πλανητικής μετανάστευσης στην πρώιμη ιστορία του ηλιακού συστήματος. Ένα αποτέλεσμα του δίσκου ήταν να τραβήξει τους μικρότερους βραχώδεις πλανήτες - τον Ερμή, την Αφροδίτη, τη Γη και τον Άρη - προς τα μέσα προς τον ήλιο.

Ο Δίας, ο μεγαλύτερος από τους πλανήτες, τραβήχτηκε αρχικά και προς τα μέσα. Σταμάτησε όταν ήταν περίπου η ίδια απόσταση από τον Ήλιο με τον Άρη σήμερα, πιθανότατα συγκρατείται από τη βαρυτική επίδραση του Κρόνου, του επόμενου πλανήτη προς τα έξω. Ο Δίας και ο Κρόνος έπεσαν και πάλι προς τα έξω, πλησιάζοντας τις τροχιές των εξόχως πλανητών, του Ουρανού και του Ποσειδώνα, που ήταν πιο κοντά στον ήλιο από ό, τι είναι σήμερα. Σε αυτό το σημείο, το μεγαλύτερο μέρος του διαπλανητικού αερίου και της σκόνης είχε διαλυθεί και ο ρυθμός της πλανητικής μετανάστευσης επιβραδύνθηκε για λίγο.

Πριν από 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, λίγο πριν εμφανιστεί η πρώτη πρωτόγονη ζωή στη Γη, υπήρξε μια δραματική δεύτερη φάση της πλανητικής μετανάστευσης. Αυτό προκλήθηκε όταν οι τροχιές του Δία και του Κρόνου κλειδώθηκαν για λίγο μαζί, με τον Κρόνο να παίρνει ακριβώς δύο φορές περισσότερο από τον Δία για να ολοκληρώσει ένα κύκλωμα γύρω από τον ήλιο. Αυτό αποδείχθηκε αποσταθεροποιητικό αποτέλεσμα, όχι μόνο για τον Δία και τον Κρόνο, αλλά και για τον Ουρανό και τον Ποσειδώνα. Για να αντισταθμιστεί αυτή η αστάθεια, οι θέσεις και των τεσσάρων πλανητών άλλαξαν γρήγορα. Ο Δίας μετανάστευσε προς τα μέσα, ενώ ο Κρόνος, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας μετανάστευσαν προς τα έξω. Μετά από λίγα εκατομμύρια χρόνια - μια σύντομη περίοδο σε αστρονομικούς όρους - οι πλανήτες είχαν εγκατασταθεί σε σταθερές θέσεις πολύ κοντά σε αυτές που βλέπουμε σήμερα.