При рассмотрении того, как образовалась солнечная система, возникает ряд проблем, связанных с идеей о том, что планеты просто растекаются вместе из вращающегося аккреционного диска. Модель Nice (и окей, она произносится как «племянница» - как во французском городе) предлагает лучшее решение.
В традиционной модели солнечной туманности Канта / Лапласа у вас есть вращающийся протопланетный диск, внутри которого свободно связанные объекты накапливаются в планетезимали, которые затем становятся гравитационно мощными центрами масс, способными очистить свою орбиту и вуаля планета!
Сейчас все согласны с тем, что это просто не может работать, поскольку растущая планетезималь, в процессе постоянного взаимодействия с материалом протопланетного диска, будет постепенно разрушать свою орбиту, так что она будет вращаться внутрь, потенциально падая на Солнце, если не сможет очистить орбита, прежде чем он потерял слишком много углового момента.
Хорошее решение состоит в том, чтобы признать, что большинство планет, вероятно, сформировались в разных регионах, к которым они сейчас движутся. Вполне вероятно, что нынешние каменистые планеты нашей солнечной системы сформировались несколько дальше и сместились внутрь из-за взаимодействия с материалом протопланетного диска на самых ранних этапах формирования солнечной системы.
Вполне вероятно, что в течение 100 миллионов лет после возгорания Солнца большое количество скалистых протопланет, находящихся на эксцентричных и хаотических орбитах, столкнулись со столкновениями, после чего последовала внутренняя миграция последних четырех планет, оставшихся стоящими, поскольку они потеряли угловой момент для сохраняющегося момента. газ и пыль внутреннего диска. Эта последняя фаза, возможно, стабилизировала их на почти круглые и только незначительно эксцентричные орбиты, которые мы видим сегодня.
Между тем, газовые гиганты формировались за «морозной линией», где было достаточно прохладно для образования льдов. Так как вода, метан и СО2 их было намного больше, чем железа, никеля или кремния. Ледяные ядра планет быстро росли и росли, достигая масштабов, когда их гравитация была достаточно мощной, чтобы удерживать водород и гелий, которые также присутствовали в изобилии в протопланетном диске. Это позволило этим планетам вырасти до огромных размеров.
Юпитер, вероятно, начал формироваться всего за 3 миллиона лет от солнечного воспламенения, быстро очистив его орбиту, что остановило его дальнейшую миграцию внутрь. Ледяное ядро Сатурна захватывало все газы, которые не были у Юпитера - а Уран и Нептун впитывали дна. Считается, что Уран и Нептун сформировались гораздо ближе к Солнцу, чем сейчас - и в обратном порядке, причем Нептун ближе, чем Уран.
А потом, примерно через 500 миллионов лет после солнечного возгорания, произошло нечто замечательное. Юпитер и Сатурн оказались в орбитальном резонансе 2: 1 - это означает, что они выстроились в одну и ту же точку дважды для каждой орбиты Сатурна. Это создало гравитационный импульс, который вытолкнул Нептуна за пределы Урана, так что он врезался в то, что было тогда ближе и плотнее Пояса Койпера.
Результатом стал хаотический поток объектов пояса Койпера, многие из которых были либо отброшены наружу, к облаку Оорта, либо внутрь, к внутренней солнечной системе. Они, наряду с дождем астероидов из гравитационно разрушенного пояса астероидов, привели к поздней тяжелой бомбардировке, которая ударила по внутренней солнечной системе в течение нескольких сотен миллионов лет, опустошение которой все еще очевидно на поверхностях Луны и Меркурия сегодня.
Затем, когда пыль, наконец, осела около 3,8 миллиардов лет назад и как новый день наступил на третьей скале от Солнца - вуаля жизнь!
