Du point de vue d'un observateur basé sur Terre, les planètes semblent constamment changer de position dans le ciel - un fait reflété dans le mot "planète" lui-même, qui vient du grec ancien pour « vagabond ». Ces mouvements apparents peuvent être expliqués en supposant que les planètes se déplacent sur des orbites quasi-circulaires autour de la Soleil. Les dimensions de ces orbites sont restées constantes tout au long de l'histoire humaine, mais sur des échelles de temps beaucoup plus longues, elles ont changé en raison de la migration planétaire.
Dynamique planétaire
Les mouvements des planètes sont régis par les forces agissant sur elles. La plus grande de ces forces est la gravité du soleil, qui maintient les planètes sur leurs orbites. Si aucune autre force n'était impliquée, les orbites ne changeraient jamais. En réalité, cependant, plusieurs autres forces sont impliquées, appelées perturbations. Celles-ci sont plus petites que la gravité du soleil, mais suffisamment grandes pour amener les planètes à changer de position sur de longues périodes de temps. Les perturbations comprennent l'influence gravitationnelle des grandes planètes telles que Jupiter et Saturne, ainsi que l'effet cumulatif des collisions et des rencontres rapprochées avec des astéroïdes et des comètes.
Système solaire précoce
Lorsque les planètes se sont formées pour la première fois, il y a environ 4,6 milliards d'années, le système solaire était encore rempli de grandes quantités de gaz et de poussière - suffisamment pour exercer une attraction gravitationnelle sur les planètes nouvellement formées. Le gaz et la poussière étaient concentrés dans un disque dense en rotation, ce qui est devenu le principal moteur de la migration planétaire au début de l'histoire du système solaire. L'un des effets du disque était de tirer les plus petites planètes rocheuses - Mercure, Vénus, Terre et Mars - vers le soleil.
Les planètes extérieures
Jupiter, la plus grande des planètes, a également été initialement attirée vers l'intérieur. Il s'est arrêté alors qu'il était à peu près à la même distance du Soleil que Mars est aujourd'hui, probablement freiné par l'influence gravitationnelle de Saturne, la prochaine planète vers l'extérieur. Jupiter et Saturne ont ensuite dérivé vers l'extérieur, se rapprochant des orbites des planètes les plus éloignées, Uranus et Neptune, qui étaient plus proches du soleil qu'elles ne le sont aujourd'hui. À ce stade, la plupart des gaz et de la poussière interplanétaires s'étaient dissipés et le rythme de la migration planétaire s'est ralenti pendant un certain temps.
Une configuration stable
Il y a environ 3,8 milliards d'années, peu de temps avant l'apparition de la première vie primitive sur Terre, il y avait une deuxième phase dramatique de migration planétaire. Cela a été déclenché lorsque les orbites de Jupiter et de Saturne se sont brièvement verrouillées ensemble, Saturne prenant exactement deux fois plus de temps que Jupiter pour effectuer un circuit autour du soleil. Cela s'est avéré avoir un effet déstabilisant, non seulement sur Jupiter et Saturne, mais aussi sur Uranus et Neptune. Pour compenser cette instabilité, les positions des quatre planètes ont changé rapidement. Jupiter a migré vers l'intérieur, tandis que Saturne, Uranus et Neptune ont migré vers l'extérieur. Après seulement quelques millions d'années - une brève période en termes astronomiques - les planètes s'étaient installées dans des positions stables très proches de celles que nous voyons aujourd'hui.