Dalla prospettiva di un osservatore basato sulla Terra, i pianeti sembrano costantemente cambiare posizione nel cielo - un fatto che si riflette nella parola "pianeta" stessa, che viene dal greco antico per "Viandante". Questi moti apparenti possono essere spiegati assumendo che i pianeti si muovano su orbite quasi circolari attorno al sole. Le dimensioni di queste orbite sono rimaste costanti nella storia umana, ma su tempi molto più lunghi sono cambiate a causa della migrazione planetaria.

Dinamica dei pianeti

I moti dei pianeti sono governati dalle forze che agiscono su di essi. La più grande di queste forze è la gravità del sole, che mantiene i pianeti nelle loro orbite. Se non fossero coinvolte altre forze, le orbite non cambierebbero mai. In realtà, però, ci sono molte altre forze coinvolte, chiamate perturbazioni. Questi sono di dimensioni minori rispetto alla gravità del sole, ma abbastanza grandi da far sì che i pianeti cambino posizione per lunghi periodi di tempo. Le perturbazioni includono l'influenza gravitazionale di grandi pianeti come Giove e Saturno, oltre all'effetto cumulativo delle collisioni e degli incontri ravvicinati con asteroidi e comete.

Sistema solare iniziale

Quando i pianeti si formarono per la prima volta, circa 4,6 miliardi di anni fa, il sistema solare era ancora pieno di grandi quantità di gas e polvere - abbastanza da esercitare una significativa attrazione gravitazionale sui pianeti appena formati. Il gas e la polvere erano concentrati in un disco denso e rotante, e questo divenne il principale motore della migrazione planetaria nella prima storia del sistema solare. Un effetto del disco era quello di tirare i pianeti rocciosi più piccoli - Mercurio, Venere, Terra e Marte - verso l'interno verso il sole.

I pianeti esterni

Giove, il più grande dei pianeti , inizialmente è stato tirato verso l'interno. Si fermò quando si trovava più o meno alla stessa distanza dal Sole, come oggi è Marte, probabilmente trattenuto dall'influenza gravitazionale di Saturno, il prossimo pianeta verso l'esterno. Giove e Saturno si spostarono di nuovo verso l'esterno, avvicinandosi alle orbite dei pianeti più esterni, Urano e Nettuno, che erano più vicini al sole di quanto lo siano oggi. A questo punto, gran parte del gas e della polvere interplanetaria si erano dissipati e il ritmo delle migrazioni planetarie rallentava per un po '.

Una configurazione stabile

Circa 3,8 miliardi di anni fa, non molto tempo prima la prima vita primitiva apparve sulla Terra, ci fu una drammatica seconda fase della migrazione planetaria. Questo è stato attivato quando le orbite di Giove e Saturno sono state temporaneamente bloccate insieme, con Saturno che ha preso esattamente il doppio del tempo di Giove per completare un circuito intorno al sole. Ciò ha dimostrato di avere un effetto destabilizzante, non solo su Giove e Saturno, ma anche su Urano e Nettuno. Per compensare questa instabilità, le posizioni di tutti e quattro i pianeti cambiarono rapidamente. Giove migrò verso l'interno, mentre Saturno, Urano e Nettuno migrarono verso l'esterno. Dopo solo pochi milioni di anni - un breve periodo in termini astronomici - i pianeti si sono stabiliti in posizioni stabili molto vicine a quelle che vediamo oggi.