نموذج نيس للكواكب الخمسة
نموذج نيس للكواكب الخمسة

يعتبر هذا النموذج نسخةً من نموذج نيس مؤلفةً من خمسة كواكب نتج عنها وقوع حالة من عدم الاستقرار في الفترات الأولى للمجموعة الشمسية، وهو ما ساهم في تشكيل المجموعة الشمسية في وضعها الحالي. يشير عدد من الدراسات الحديثة إلى أن حالة عدم الاستقرار في مدارات الكواكب العمالقة حدثت في الفترات المبكرة من المجموعة الشمسية، على الرغم من اعتقاد العلماء في الماضي أن هذه الحالة مرتبطة بفترة القصف الشديد المتأخر. يعتقد العلماء أنه من الممكن للكواكب العملاقة أن تكون قد مرت بحلقة أخرى من الرنين المداري أثناء بداية تشكل المجموعة الشمسية.
انتهت مرحلة تشكل المجموعة الشمسية من السديم المكون لها بكوكبي المشتري وزحل، مع ثلاثة كواكب ثلجية عملاقة أخرى في حلقة من الرنين المداري بنسب 3:2، و3:2، و2:1، و3:2 مع نصف قطر للمحور الرئيس يتراوح بين 5.5 إلى 20 وحدةً فلكية. امتد قرص كثيف من مدارات الكواكب المصغرة وراء هذه الكواكب العملاقة، على مسافة 24 إلى 30 وحدةً فلكية. اضطربت حركة الكواكب المصغرة داخل هذا القرص الكثيف بسبب التفاعلات الثقالية بين بعضها البعض، ما سبب زيادة في قيم الميل المداري والاختلاف المداري لمداراتها. واتسع هذا القرص بسبب هذا التغير الواقع بمدارات الكواكب المصغرة إلى أن أصبحت حافته الداخلية عند مدارات الكواكب العملاقة. نتج عن الاصطدامات الواقعة -بين الكواكب المصغرة وبعضها في القرص الخارجي- بقايا حطامية ظلت تصطدم ببعضها حتى تحولت إلى بقايا غبارية. اندفعت هذه البقايا الغبارية أيضًا إلى الداخل باتجاه مدارات الكواكب العملاقة بفعل قوى السحب الناتجة عن ظاهرة بوينتنج روبرتسون حتى وصلت في النهاية عند مدار كوكب نبتون. سمحت التفاعلات الثقالية التي حدثت بسبب هذه البقايا الغبارية -أو الكواكب المصغرة بالحافة الداخلية للقرص- للكواكب العملاقة أن تكسر حلقة الرنين المداري وتتحرر منها منذ 10 ملايين عام تقريبًا بعد تبدد القرص الغازي للمجموعة الشمسية.
مرت الكواكب العملاقة بعد ذلك بفترة من الهجرة الكوكبية بفعل الكواكب المصغرة بسبب المواجهة وتبادل الزخم الزاوي مع الأعداد المتزايدة من هذه الكواكب المصغرة. وكانت المحصلة هي تحرك الكواكب المصغرة إلى الداخل مع تحرك كوكب نبتون إلى الخارج خلال هذه المواجهات، وحدث هذا نتيجة لعودة أغلب الكواكب المصغرة المندفعة للخارج لتواجه الكواكب العملاقة مرةً أخرى، مع بقاء بعض الكواكب المندفعة للداخل التي لم تتمكن من الإفلات بعد مواجهتها مع جاذبية كوكب أورانوس. حدثت عملية مشابهة مع كوكب أورانوس والكوكب الثلجي العملاق الخامس وكوكب زحل، إذ نتج عنها هجرة هذه الكواكب للخارج مع اندفاع الكواكب المصغرة الموجودة عند الحزام الخارجي للداخل باتجاه كوكب المشتري. وكان المشتري يطرد أغلب هذه الكواكب المصغرة من المجموعة الشمسية، بخلاف بقية الكواكب العملاقة، وهو ما يجعل هجرته الكوكبيه تتجه للداخل. أدت هذه الهجرة الكوكبية المتشعبة للكواكب العملاقة -بعد 10 ملايين عام- إلى وقوع عدة حالات من العبور الرنيني خلال مدارات هذه الكواكب، ما سبب زيادة في الاختلاف المداري بمداراتها مع إحداث حالة من عدم الاستقرار بالنظام الكوكبي عندما كان كوكب نبتون على مسافة 28 وحدة فلكية من الشمس تقريبًا.
خرج هذا الكوكب الثلجي العملاق من المجموعة الشمسية خلال فترة عدم الاستقرار تلك. دخل مدار هذا الكوكب في مسار متقاطع مع مدار كوكب زحل بعد زيادة الاختلاف المداري، ثم اندفع للداخل بفعل جاذبية كوكب زحل ليتقاطع مداره في النهاية مع مدار كوكب المشتري. أدت المواجهات الثقالية المتكررة مع هذا العملاق الثلجي إلى حدوث قفزات في قيمة نصف المحور الرئيس لمداري كوكب المشتري وكوكب زحل، ما سبب انفصالًا تدريجيًا لهذين الكوكبين عن مدارهما مع زيادة النسبة بين الفترة المدارية لكل منهما إلى أن تعدت 2.3. حدثت مواجهات أخرى أيضًا لهذا العملاق الثلجي مع كوكب أورانوس وكوكب نبتون بالإضافة إلى عبوره بأجزاء من حزام الكويكبات؛ بسبب زيادة الاختلاف المداري ونصف قطر المحور الرئيس لمداره بعد هذه المواجهات. خرج هذا العملاق الثلجي من المجموعة الشمسية، بعد 10000 إلى 100000 سنة، عقب إحدى مواجهاته مع كوكب المشتري؛ فأصبح كوكبًا مارقًا. بدأت هجرة بقية الكواكب بعد ذلك في الانخفاض تدريجيًا واقتربت ببطء من مداراتها النهائية بسبب زوال جزء كبير من قرص الأجرام المصغرة الباقي عند مداراتها.