Στις συνηθισμένες οπτικές απεικονίσεις του ηλιακού συστήματος, κάθε πλανήτης γυρίζει γύρω από τον Ηλιο στη δική του, σαφώς προσδιορισμένη τροχιά, διατηρώντας σημαντική απόσταση από τους γείτονές του. Οι πλανήτες έχουν διατηρήσει τις τροχιές τους αυτές από τότε που οι αστρονόμοι άρχισαν να καταγράφουν τις κινήσεις τους και μαθηματικά μοντέλα δείχνουν ότι οι τροχιές τους δεν έχουν αλλάξει πρακτικά σχεδόν σε όλη τη διάρκεια των 4,5 δισεκατομμυρίων χρόνων ζωής του ηλιακού μας συστήματος. Μπαίνει κανείς στον πειρασμό να υποθέσει ότι οι πλανήτες σχηματίστηκαν μέσα στο πρωτονεφέλωμα ακριβώς στις αποστάσεις και στις τροχιές που έχουν σήμερα.

Ταυτόχρονα είναι γενικώς αποδεκτό ότι άλλα μικρότερα ουράνια σώματα, όπως οι αστεροειδείς, οι κομήτες, αλλά και οι δορυφόροι των πλανητών έχουν αλλάξει τις τροχιές τους, άλλοι λιγότερο και άλλοι περισσότερο. Χαρακτηριστική είναι η περίπτωση του κομήτη Σουμέικερ - Λέβι 9 που έπεσε πάνω στο Δία το 1994. Εξίσου χαρακτηριστική είναι και η περίπτωση της Σελήνης, που ενώ σχηματίστηκε σε μια απόσταση περίπου 30.000 χιλιομέτρων από τη Γη περιστρέφεται σήμερα γύρω απ' αυτή σε απόσταση 384.000 χιλιομέτρων. Μόνο το τελευταίο δισεκατομμύριο χρόνια, το φεγγάρι απομακρύνθηκε κατά 100.000 χιλιόμετρα εξαιτίας των παλιρροϊκών δυνάμεων που του ασκεί η Γη. Οι παλλιροϊκές δυνάμεις των πλανητών τους έχουν κάνει και πολλούς δορυφόρους των εξωτερικών πλανητών να περιστρέφονται σε συγχρονισμό ο ένας με τον άλλο. Ετσι, ο χρόνος περιφοράς του Γανυμήδη, του μεγαλύτερου δορυφόρου του Δία, είναι ακριβώς διπλάσιος εκείνου της Ευρώπης, που με τη σειρά του είναι ακριβώς διπλάσιος εκείνου της Ιώς.

Μερικές ανακαλύψεις των τελευταίων 5 ετών υποβάλλουν την ιδέα ότι ίσως και οι πλανήτες να μην είχαν πάντα τις σημερινές τους τροχιές. Η ανακάλυψη της ζώνης Κούιπερ έδειξε ότι το ηλιακό μας σύστημα δεν τελειώνει στον Πλούτωνα. Περίπου 100.000 παγωμένοι «μικροί πλανήτες» (διαμέτρου 100-1.000 χιλιομέτρων) και ακόμη περισσότερα μικρότερου μεγέθους σώματα καταλαμβάνουν μια περιοχή που εκτείνεται από την τροχιά του Ποσειδώνα, περίπου 4,5 δισ. χλμ. από τον Ηλιο, μέχρι τουλάχιστον το διπλάσιο της απόστασης αυτής. Η κατανομή αυτών των αντικειμένων έχει χαρακτηριστικά που δεν μπορούν να εξηγηθούν από το ισχύον μοντέλο σχηματισμού του ηλιακού συστήματος. Θεωρητικά μοντέλα που προσπαθούν να εξηγήσουν τα χαρακτηριστικά αυτά υποδείχνουν ότι οι εξωτερικοί πλανήτες μετακινήθηκαν από την αρχική τους θέση.

Η πρόσφατη ανακάλυψη ηλιακών συστημάτων πέραν του δικού μας έδωσε επιπλέον υποστήριξη στη θεωρία της πλανητικής μετανάστευσης, που μπορεί να εξηγήσει την ασυνήθιστα μικρή διάμετρο της τροχιάς των πλανητών που εντοπίστηκαν σ' αυτά.

Αλλά η θεωρία της πλανητικής μετανάστευσης, που πρωτοδιατυπώθηκε το 1984 από έναν Ουρουγουανό και έναν Ταϊβανέζο ερευνητή του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ της ΓΛΔ και υποστηρίζεται σήμερα μεταξύ άλλων από μια Ινδή αστρονόμο του Σεληνιακού και Πλανητικού Ινστιτούτου του Χιούστον, μπορεί να ερμηνεύσει και τις παραξενιές του πλανήτη Πλούτωνα.

Ο Πλούτωνας είναι χιλιάδες φορές πιο ελαφρύς από τους τέσσερις γιγάντιους εξωτερικούς πλανήτες και η τροχιά του διαφέρει εντελώς από τις σχεδόν κυκλικές, ομοεπίπεδες και με μεγάλη απόσταση μεταξύ τους τροχιές των υπόλοιπων 8 πλανητών. Κατά τη διάρκεια μιας πλήρους περιφοράς του Πλούτωνα, η απόστασή του από τον Ηλιο μεταβάλλεται από 29,7 μέχρι 49,5 αστρονομικές μονάδες (μια αστρονομική μονάδα είναι η μέση απόσταση Γης - Ηλιου, δηλαδή 150 εκατ. χλμ.). Ο Πλούτωνας ταξιδεύει επίσης από 8 αστρ. μονάδες πάνω, μέχρι 13 αστρ. μονάδες κάτω από το μέσο επίπεδο περιστροφής των υπόλοιπων πλανητών. Για δύο δεκαετίες περίπου, από τα 248 γήινα χρόνια που διαρκεί η περιστροφή του, ο Πλούτωνας είναι πιο κοντά στον Ηλιο απ' ό,τι ο Ποσειδώνας!

Το μυστήριο του Πλούτωνα μεγάλωσε ακόμα περισσότερο τις δεκαετίες μετά την ανακάλυψή του το 1930. Οι αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι όλες οι τροχιές που τέμνουν την τροχιά του Ποσειδώνα είναι ασταθείς: Ενα σώμα που θα βρεθεί σε μια απ' αυτές είτε θα συγκρουστεί με τον Ποσειδώνα, είτε θα εκτοξευτεί έξω από το ηλιακό μας σύστημα σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα (μικρότερο από το 1% της ηλικίας του ηλιακού συστήματος). Αλλά η συγκεκριμένη τροχιά του Πλούτωνα, που επίσης τέμνει την τροχιά του Ποσειδώνα, προφυλάσσεται από «στενές επαφές» με τον τελευταίο, από ένα φαινόμενο συντονισμού. Ο Πλούτωνας κάνει ακριβώς δύο περιστροφές γύρω από τον Ηλιο στο ίδιο διάστημα που ο Ποσειδώνας κάνει τρεις. Η τροχιά του Πλούτωνα βρίσκεται σε συντονισμό 3 προς 2 με εκείνη του Ποσειδώνα. Αυτό εξασφαλίζει ότι όταν ο Πλούτωνας περνά από την τροχιά του Ποσειδώνα, αυτός βρίσκεται σε μεγάλη απόσταση, όχι μικρότερη των 17 αστρ. μονάδων!

Προσομοιώσεις σε υπολογιστή έδειξαν ότι αυτές οι τροχιακές σχέσεις των δύο πλανητών είναι σε ισχύ εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια και θα υπάρχουν για δισεκατομμύρια χρόνια ακόμα. Γι' αυτό ας μη φοβάται κανείς πιθανή σύγκρουση των δύο πλανητών.

Και όμως κινείται...

Αλλά πώς απέκτησε ο Πλούτωνας αυτή την παράξενη τροχιά; Στο παρελθόν είχαν διατυπωθεί διάφορες «επί τούτου» εξηγήσεις, που πρόβλεπαν συναντήσεις μεταξύ των πλανητών. Οι πρόσφατες πρόοδοι στην κατανόηση της σύνθετης δυναμικής του τροχιακού συντονισμού οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι το φαινόμενο αυτό μπορεί να οδηγήσει το ηλιακό σύστημα είτε σε χαοτικές συμπεριφορές, είτε σε εξαιρετική σταθερότητα. Με βάση αυτή τη νέα γνώση διατυπώθηκε η θεωρία της μετανάστευσης των εξωτερικών πλανητών, σύμφωνα με την οποία ο Πλούτωνας σχηματίστηκε σε μια σχεδόν κυκλική τροχιά λίγο πιο μακριά από εκείνη του Ποσειδώνα. Στη συνέχεια, εξαιτίας της εκτόξευσης εκτός ηλιακού συστήματος εκατομμυρίων «μικρών πλανητών» της ζώνης Κούιπερ, που οι τροχιές τους πλησίασαν το Δία, ο Δίας έχασε μέρος κινητικής ενέργειας, με αποτέλεσμα να έρθει λίγο πιο κοντά στον Ηλιο, ενώ ο Κρόνος, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας να κερδίσουν ενέργεια και να απομακρυνθούν από τον Ηλιο.

Κατά τη διαδικασία αυτή, ο Ποσειδώνας μέσω των φαινομένων συντονισμού επηρέαζε την τροχιά του Πλούτωνα, κάνοντάς την πιο ελλειπτική και πιο επικλινή σε σχέση με τη δική του. Μέσα σε μια περίοδο 100 εκατομμυρίων χρόνων μετά το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος, η πλανητική μετανάστευση είχε ολοκληρωθεί, ελαττώνοντας την απόσταση του Δία από τον Ηλιο κατά 2% (λόγω της μεγάλης μάζας του πλανήτη η μετακίνηση ήταν μικρότερη) και αυξάνοντας την απόσταση του Ποσειδώνα κατά 30%, του Ουρανού κατά 15% και του Κρόνου κατά 10%. Και να σκεφτεί κανείς ότι μέχρι πριν από μερικούς αιώνες κάποιοι καίγονταν στην πυρά επειδή έλεγαν ότι η Γη γυρίζει γύρω από τον Ηλιο...