Au schimbat planetele pozițiile?

Din perspectiva unui observator bazat pe Pământ, planetele apar în mod constant pentru a schimba pozițiile pe cer - un fapt reflectat în cuvântul „planetă” în sine, care provine din greaca veche pentru „rătăcitor”. Aceste mișcări aparente pot fi explicate presupunând că planetele se deplasează pe orbite aproape circulare în jurul soare. Dimensiunile acestor orbite au rămas constante de-a lungul istoriei umane, dar pe perioade de timp mult mai lungi s-au schimbat datorită migrației planetare.

Mișcările planetelor sunt guvernate de forțele care acționează asupra lor. Cea mai mare dintre aceste forțe este gravitația soarelui, care menține planetele în orbita lor. Dacă nu ar fi implicate alte forțe, atunci orbitele nu s-ar schimba niciodată. În realitate, însă, există și alte câteva forțe implicate, numite perturbații. Acestea au o mărime mai mică decât gravitația soarelui, dar suficient de mari pentru a determina planetele să-și schimbe poziția pe perioade lungi de timp. Perturbările includ influența gravitațională a planetelor mari, cum ar fi Jupiter și Saturn, plus efectul cumulativ al coliziunilor și întâlnirilor strânse cu asteroizii și cometele.

Când s-au format pentru prima dată planetele, acum aproximativ 4,6 miliarde de ani, sistemul solar era încă umplut cu cantități mari de gaz și praf - suficient pentru a exercita o Forta gravitationala pe planetele nou formate. Gazul și praful au fost concentrate într-un disc dens și rotativ, iar acesta a devenit principalul motor al migrației planetare în istoria timpurie a sistemului solar. Un efect al discului a fost să tragă planetele stâncoase mai mici - Mercur, Venus, Pământ și Marte - spre soare.

Jupiter, cea mai mare dintre planete, a fost inițial trasă și spre interior. S-a oprit când se afla cam la aceeași distanță de Soare ca și Marte astăzi, probabil reținută de influența gravitațională a lui Saturn, următoarea planetă spre exterior. Jupiter și Saturn s-au îndreptat apoi din nou spre exterior, apropiindu-se de orbitele planetelor ultraperiferice, Uranus și Neptun, care erau mai aproape de soare decât sunt astăzi. În acest moment, cea mai mare parte a gazului și a prafului interplanetar s-au risipit, iar ritmul migrației planetare a încetinit pentru o vreme.

În urmă cu aproximativ 3,8 miliarde de ani, nu cu mult înainte de apariția primei vieți primitive pe Pământ, a existat o a doua fază dramatică a migrației planetare. Acest lucru a fost declanșat când orbitele lui Jupiter și Saturn s-au blocat pentru scurt timp, Saturn a durat exact de două ori mai mult decât Jupiter pentru a finaliza un circuit în jurul soarelui. Acest lucru s-a dovedit a avea un efect destabilizator, nu doar asupra lui Jupiter și Saturn, ci și asupra lui Uranus și Neptun. Pentru a compensa această instabilitate, pozițiile tuturor celor patru planete s-au schimbat rapid. Jupiter a migrat spre interior, în timp ce Saturn, Uranus și Neptun au migrat spre exterior. După doar câteva milioane de ani - o scurtă perioadă în termeni astronomici - planetele se stabiliseră în poziții stabile foarte apropiate de cele pe care le vedem astăzi.