З точки зору земного спостерігача, планети постійно, здається, змінюють положення на небі - факт, відображений у самому слові "планета", що походить від давньогрецької як "мандрівник". Ці видимі рухи можна пояснити припущенням, що планети рухаються по кругових орбітах навколо сонце. Розміри цих орбіт залишалися незмінними протягом історії людства, але в значно довші часові шкали вони змінювалися внаслідок міграції планет.
Планетарна динаміка
Рухи планет регулюються силами, що діють на них. Найбільша з цих сил - гравітація Сонця, яка утримує планети на своїх орбітах. Якби ніякі інші сили не були задіяні, то орбіти ніколи не змінилися б. Насправді, тут бере участь кілька інших сил, які називаються збуреннями. Вони менші за своєю величиною, ніж сила тяжіння Сонця, але достатньо великі, щоб змусити планети змінювати своє положення протягом тривалого періоду часу. До збурень відноситься гравітаційний вплив великих планет, таких як Юпітер і Сатурн, плюс сукупний ефект зіткнень і близьких зустрічей з астероїдами та кометами.
Рання Сонячна система
Коли планети вперше сформувались, приблизно 4,6 мільярда років тому, Сонячна система все ще була наповнена великою кількістю газу та пилу - достатньо, щоб надати значну кількість гравітаційна тяга на новоутворених планетах. Газ і пил були зосереджені в щільному обертовому диску, і це стало головним рушієм планетарної міграції в ранній історії Сонячної системи. Одним із ефектів диска було тягнення менших скелястих планет - Меркурія, Венери, Землі та Марса - всередину до Сонця.
Зовнішні планети
Юпітер, найбільша з планет, спочатку також був втягнутий всередину. Він зупинився, коли від Сонця було приблизно на такій самій відстані, як сьогодні Марс, ймовірно, стримуваний гравітаційним впливом Сатурна, наступної планети назовні. Потім Юпітер і Сатурн знову відійшли назовні, наближаючись до орбіт найвіддаленіших планет - Урана і Нептуна, які були ближче до Сонця, ніж сьогодні. До цього моменту більша частина міжпланетного газу та пилу розсіялася, і темпи міграції планет на певний час сповільнились.
Стабільна конфігурація
Приблизно 3,8 мільярда років тому, незадовго до того, як на Землі з’явилося перше первісне життя, відбувся драматичний другий етап планетарної міграції. Це було спровоковано, коли орбіти Юпітера і Сатурна на короткий час зафіксувались разом, і Сатурну знадобилося рівно вдвічі більше часу, ніж Юпітер, щоб завершити кругообіг навколо Сонця. Це виявилося дестабілізуючим ефектом не лише на Юпітер і Сатурн, але і на Уран і Нептун. Щоб компенсувати цю нестабільність, положення всіх чотирьох планет швидко змінювалися. Юпітер мігрував всередину, тоді як Сатурн, Уран і Нептун мігрували назовні. Вже через кілька мільйонів років - короткий період в астрономічному плані - планети оселилися в стабільних положеннях, дуже близьких до тих, які ми бачимо сьогодні.