Кратко: классическая (небулярная) гипотеза — быстрая локальная аккрецая в протопланетном диске с минимальной миграцией больших тел; современные модели включают значительную миграцию и перестройки орбит (типовые примеры — Grand Tack, Nice, сценарии диск‑индуцированной и планетезимальное/планетное рассеяние). Ниже — сравнение по основным признакам и конкретные наблюдательные тесты, позволяющие отличить сценарии.
Сравнение по ключевым признакам
- Архитектура орбит:
- классическая: планеты сформировались примерно там, где сейчас; малые эксцентриситеты/наклонения из начального диска;
- миграция: переезд гигантов изменяет полуоси, захватывает в резонансы, повышает эксцентриситеты/наклоны, может вызывать перестановки (переселения) малых тел.
- Распределение химических/изотопных резерватов:
- классическая: устойчивый радиальный градиент состава (внутренние сухие, внешние ледяные);
- миграция: сильное перемешивание, имплантация наружных тел в внутренние регионы (например, в пояс астероидов).
- Малые тела (пояс астероидов, Койпер/дальняя область):
- классическая: плавные, возрастные популяции, меньше резонансных следов;
- миграция: дефицит/переселение, разрыв в поясе, большое число резонантных и «горячих» объектов в Койпер‑поясе, специфические троянские популяции.
- Хронология ударной бомбардировки:
- классическая: постепенное снижение удач;
- миграция (Nice): возможный поздний импульс ударов (Late Heavy Bombardment) — всплеск через десятки/сотни миллионов лет.
- Наблюдаемые диски у других звёзд:
- классическая: редкие крупные перемещения, дисковые зазоры соответствуют локальным формирующимся планетам;
- миграция: частые резонансные цепочки, горячие юпитеры, компактные системы с перестроенной архитектурой.
Наблюдательные тесты (что измерять и какие результаты поддержат тот или иной сценарий)
A. Внутрисолнечная и малые тела
1) Состав и изотопы воды/летучих в метеоритах и кометах
- измеряем: D/H, ${}^{15}$N/${}^{14}$N, кислородные изотопы;
- ожидание: сохранение радиального градиента (поддержка классики) vs смешение и совпадение изотопных подписей между внешними кометами и редкими внутренними телами (поддержка миграции).
- конкретно: сопоставление D/H земной воды $\sim 1.56\times 10^{-4}$ с разными популяциями комет.
2) Химокомпозиция и популяционный состав пояса астероидов
- измеряем: распределение типов (S, C, D и т.д.) по полуоси и их возраста;
- ожидание: четкий радиальный переход — классика; сильная смешанность и наличие «внедрённых» дальних типов в среднем поясе — миграция (Grand Tack имплантирует внешние тела в пояс).
3) Орбитальная структура пояса Койпера и население резонансов
- измеряем: фракции «холодных классических», «горячих», резонансных и рассеянных объектов, дистрибутивы наклонов и эксцентриситетов;
- ожидание: сохранённая «холодная классическая» популяция с малым наклоном — аргумент против сильного перерассеяния; большое число захваченных в резонансы/широкие распределения — аргумент за миграцию/Nice.
4) Троянцы и Hilda‑группа
- измеряем: спектры, состав, динамика (симметрия L4/L5);
- ожидание: имплантация из внешней области (сходство с Койпер‑телами) поддержит миграцию; локальное происхождение — классика.
5) Кратерный учет и датирование побочных импактных слоёв (Луна, Меркурий)
- измеряем: радиометрические даты образцов ударного расплавления; частоты ударов в хронологии;
- ожидание: наличие яркого всплеска ударов около $3.9\text{Ga}$ — в пользу поздней нестабильности (Nice); монотонный спад — классика.
B. Наблюдения протопланетных дисков и планетообразования
1) Карты плотности и кинематики дисков (ALMA, VLT, JWST)
- измеряем: кольца/зазоры, «кики» (локальные отклонения от касательного движения), миграционные следы;
- ожидание: глобальные смещения/множество перемещённых зазоров и следы потока газа внутрь — индикатор активной миграции; если планеты формируются и остаются локально, зазоры должны соответствовать локально наблюдаемым масам планет без сильных потоков.
2) Химические радиальные профили в диске (молекулярные линии)
- измеряем: распределение CO, H2O, органики по радиусу;
- ожидание: сильные радиальные градиенты (классика) vs размытие/смешение из‑за переноса материала (миграция).
C. Экзопланетная статистика
1) Частота горячих юпитеров и резонансных цепочек
- измеряем: фракция гигантов с периодами $<10\text{дн}$, частота соседних пар в резонансе;
- ожидание: высокая доля горячих юпитеров и частые резонансные цепочки у молодых систем — указывают на активную миграцию; если большинство газовых гигантов находятся на широких орбитах и резонансы редки — в пользу слабой миграции.
2) Архитектура систем Kepler/TESS (плотные компактные системы)
- измеряем: распределения отношений периодов, орбитальных наклонов;
- ожидание: выживание резонансных цепочек у молодых систем и их последующее разрушение (следы миграции + последующее рассеяние).
D. Прямые детекции и время формирования
1) Прямые снимки юных систем (прямое изображение планет) и их расположение в диске
- измеряем: положение сформировавшихся гигантов относительно пиков плотности пыли; возраст системы;
- ожидание: гиганты, найденные далеко от пиков — возможное следствие миграции.
2) Возрастные ограничения на момент нестабильности
- измеряем: время миграции/нестабильности по моделям и датам ударов/образованию каркаса;
- ожидание: ранняя миграция (<$10\text{Myr}$) связана с дисковой миграцией; поздняя (>$100\text{Myr}$) — планетезимальное/планетное рассеяние.
Как интерпретировать результаты (кратко)
- Сильные следы смешения химии/изотопов между внутренними и внешними телами, обширные резонансные населения и имплантированные троянцы → поддержка миграционных сценариев (Grand Tack / Nice / диск‑миграция).
- Чётко сохранённые радиальные химические градиенты, спокойная орбитальная архитектура пояса астероидов и Койпера, отсутствие позднего всплеска ударов → в пользу классической, маломиграционной истории.
Рекомендуемые конкретные измерения/проекты
- Расширить набор точных D/H и N‑изотопных измерений для разных классов комет и редких астероидов (включая образцы миссий sample‑return).
- Детальные каталоги орбиталей и спектров троянцев, Hilda и популяций пояса Койпера.
- Продолжение ALMA/JWST наблюдений молодых дисков: высокоразрешающие карты кинематики газа и химии.
- Экзопланетная статистика: доли горячих юпитеров, резонансных цепочек у систем разного возраста.
Краткое заключение: пока ни одна наблюдаемая характеристика не даёт однозначного «победителя» для всей Солнечной системы — наиболее вероятно сочетание: ранняя локальная аккрецая с последующей существенной миграцией и перестройкой гигантов. Описанные тесты (изотопы, структура малых тел, кинематика дисков, экзопланетная статистика) позволяют отличать доминирующие механизмы и установить, насколько сильной была миграция в нашей системе.