現(xiàn)代類地行星可能是木星掃蕩內(nèi)太陽系，并把第五顆巨行星和許多遠(yuǎn)古類地行星甩出太陽系后才出現(xiàn)的。
NASA / Dana Berry
“每晚的星辰都是相似的。星云和星系永遠(yuǎn)都是那么晦澀不清，幾萬甚至幾百萬年都不會改變一下。只有太陽、月球和行星，以及偶然光臨的彗星、小行星和流星，才看上去充滿活力?！薄猄eth Shostak
如果我們想創(chuàng)造一個太陽系，想創(chuàng)造一個擁有中央恒星、巖石行星和氣體巨行星的天體系統(tǒng)，只要讓一團(tuán)分子氣體云冷卻到足夠低的溫度，并將它的密度提高到足以使其在自身引力的作用下坍縮。只要生產(chǎn)這些物質(zhì)的上一代恒星擁有足夠多的重元素，只要孕育新生恒星的星團(tuán)物質(zhì)足夠集中，我們就擁有了創(chuàng)造一個豐富多彩的恒星系統(tǒng)所需的全部材料。
年輕星團(tuán)中的原始行星盤。ALMA / NASA / ESA
聚集起來的物質(zhì)會向中央?yún)R攏，然后像攤大餅一樣，在四周形成一個圓形的物質(zhì)盤。物質(zhì)盤的中央將出現(xiàn)這個天體系統(tǒng)中質(zhì)量最大的天體——通常是一顆恒星——外側(cè)則會出現(xiàn)形形色色的氣體巨行星、巖石行星、小行星、彗星和衛(wèi)星。
這是一種比較簡單的理論設(shè)想，也得到了所有人的認(rèn)可。但是細(xì)節(jié)如何卻又千差萬別，因為行星誕生后不會一直老老實實地呆在原來的位置。年輕的太陽系是躁動不安的，行星間存在著各種引力互動，橫飛的物質(zhì)相互合并，甚至整個行星都會被甩出太陽系！
十年前，隨著一系列與太陽系形成有關(guān)的論文發(fā)表，三個不同的科研小組都得出結(jié)論說，太陽系的巨行星是首先形成的，并且作過大范圍的軌道遷徙。木星曾經(jīng)進(jìn)入過內(nèi)太陽系，橫掃了小行星帶的大部分物質(zhì)。天王星和海王星可能交換過位置，木星和土星最終被外行星的引力拉到了現(xiàn)在的地方。這個就是所謂的“尼斯模型”（以法國城市尼斯命名），它風(fēng)靡一時，成為排名第一的太陽系形成理論，直到前不久。
尼斯模型的一種實現(xiàn)方式。維基共享資源用戶AstroMark
2011年，科學(xué)家意識到，當(dāng)今太陽系外圍行星的布局和行為令人費解，除非太陽系內(nèi)曾經(jīng)存在過另一顆巨行星，一顆已經(jīng)被木星或土星的引力甩出太陽系的行星。最新的模擬結(jié)果顯示，如果木星和土星的衛(wèi)星確如它們的成份指出的那樣，是和木星和土星同步形成的，那么幾乎可以確定這個罪魁禍?zhǔn)资悄拘?。因為如果發(fā)生過那樣的事，只有木星最外側(cè)的大衛(wèi)星木衛(wèi)四能夠留在木星軌道上，土星的大衛(wèi)星土衛(wèi)八會被甩出。博士生Ryan Cloutier這樣說：
“最終，我們發(fā)現(xiàn)木星有能力把第五顆氣體巨行星甩出太陽系，同時把一顆衛(wèi)星留在今天木衛(wèi)四的軌道上。而另一方面，土星卻無法做到這一點，因為土衛(wèi)八會變得十分不穩(wěn)定，導(dǎo)致的結(jié)果很難符合它今天的軌道?！?/p>
NASA / 維基共享資源用戶Bricktop / 維基共享資源用戶Deuar / 維基共享資源用戶KFP / 維基共享資源用戶TotoBaggins
即使有第五個氣體巨行星，尼斯模型只需作些修改，也是成立的：木星向內(nèi)太陽系遷徙，清掃了大部分碎片，并把巖石行星帶往離太陽更遠(yuǎn)的地方。木星穿越小行星帶，使水星、金星、地球和火星遭受了晚期隕石大轟炸。
但要理解這一點，我們不能只看今天的太陽系；我們在今天的太陽系中看到的只是幸存者。我們必須回到模擬中，分析是什么條件促成了外行星布局，它們又會給內(nèi)行星帶來什么樣的影響。
Kevin J. Walsh / Alessandro Morbidelli / Sean N. Raymond / David P. O’Brien / Avi M. Mandell
Nathan A. Kaib和John E. Chambers在最新發(fā)表的論文中所做的，就是這個事。而分析結(jié)果給尼斯模型帶來的，幾乎是致命一擊：
外行星到內(nèi)太陽系轉(zhuǎn)一圈后，內(nèi)行星的數(shù)量有85%的概率會少于4個。
如果內(nèi)行星的數(shù)量是4個，那么它們的軌道偏心率和傾角會和今天的實際情況差很多。
如果我們想同時調(diào)整內(nèi)行星和外行星來建立正確的布局，成功的概率小于1%。
換句話說，即便只有一顆外行星——即便就是木星——曾經(jīng)向內(nèi)太陽系遷徙，內(nèi)太陽系巖石行星的數(shù)量也達(dá)不到我們今天所見的4個。類地行星非常脆弱，因此幾乎可以肯定會被甩出太陽系，特別是水星和火星這樣的天體。
NASA / JPL-加州理工學(xué)院
最新的研究表明，尼斯模型中唯一值得肯定的是它讓我們了解了外行星，也就是氣體巨行星是如何獲得今天這樣的布局的；而它的內(nèi)行星理論多半有問題。大部分巖石行星很可能是在巨行星離開內(nèi)太陽系后才形成的。正如Kaib和Chambers所說：
“這提升了木星在類地行星形成前掃蕩內(nèi)太陽系的可能。巨行星的不穩(wěn)定不是“晚期大轟炸”的根源，類地行星是在巨行星完成當(dāng)前布局后才出現(xiàn)的。”
Daily Times Gazette
這就導(dǎo)致我們能夠得出這樣一個不可思議的結(jié)論：早期太陽系不僅可能存在過五個甚至六個氣體巨行星，甚至有過更多的內(nèi)行星和類地行星。我們今天看到的內(nèi)行星中有些是幸存者，有些是后來才出現(xiàn)的。我們丟失了早期太陽系的大部分成員。
