חתן פרס נובל האנס אלבן (Hannes Alfven), שעסק שנים במחקר של מערכת השמש, אמר פעם: "המעקב אחר מקורות מערכת השמש הוא עיסוק בארכיאולוגיה ולא בפיזיקה". במילים אחרות, במקום לעבוד עם תצפיות ישירות, עלינו לחפש רמזים שנושאים חומרים עתיקים במטרה לשחזר אירועים שהתרחשו מזמן. הרמזים החשובים ביותר להיווצרות מערכת השמש הם המאפיינים שאינם ניתנים להסבר באמצעות מצבים בחיי היום-יום, אך הם התרחשו כאשר מערכת השמש נוצרה. מאפיינים אלה אינם משקפים את האבולוציה הגיאולוגית הרגילה שהחלה לפני 4.5 מיליארד שנים, אלא עוסקים בהתנאים הראשוניים או המקוריים שהתקיימו בראשית מערכת השמש. רמזים אלה מסייעים לנו להרכיב את המקור ממנו התפתחה מערכת השמש.
לפעמים דרך ההתמודדות שלנו עם בעיה משפיעה על היכולת שלנו להגיע לתשובה. במשך זמן רב, מדענים התייחסו אל היווצרות מערכת השמש כאל אירוע קטסטרופלי. השקפה זו מרמזת כי יצירת פלנטות היא תופעה נדירה, אקראית, וקשה לנבוי. גילוי כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש, מעיד על כך שהיווצרות כוכבי הלכת היא תהליך "נורמלי", תוצר לוואי נפוץ של היווצרות כוכבים.
הנה רמזים, או פיסות ראיות, שתיאוריה מוצלחת העוסקת בהיווצרות מערכת השמש תהיה חייבת להסביר:
• רוב המסה של מערכת השמש נמצאת בשמש עצמה; הפלנטות מכילות רק 0.2% ממנה.
• כל מסלולי כוכבי הלכת נמצאים במישור אחד.
• כמעט באותו מישור נמצא גם מסלול השמש הנצפה מכדור הארץ.
• כוכבי הלכת והשמש סובבים באותו כיוון ממערב למזרח.
• המסלולים הפלנטריים הם כמעט מעגליים.
• הפלנטות שונות בהרכבן זו מזו.
• הרכב הפלנטות משתנה משמעותית עם המרחק מהשמש: כוכבי לכת הפנימיים צפופים ועשירים במתכת, בעוד שכוכבי לכת החיצוניים עשויים בעיקר ממימן.
• המטאוריטים שונים בתכונות גיאולוגיות שלהם מכל הסלעים הפלנטריים המוכרים לנו.
• השמש וכל כוכבי הלכת מלבד נוגה ואורנוס מסתובבים סביב הצירים שלהם באותו כיוון שבו הם סובבים סביב השמש.
• זווית הנטיה של ציר הסיבוב של הפלנטות ביחס למישור הפלנטרי היא זווית קטנה בדרך כלל.
• מרבית כוכבי הלכת האסטרואידים מסתובבים סביב צירם בזמן דומה למדי, בערך 5 עד 10 שעות, אלא אם כוחות גאות מאטים את סיבובם (כמו במקרה של כדור הארץ).
• המרחקים בין כוכבי הלכת לרוב תואמים לכלל מתמטי פשוט, הכלל של בוד, המציג את המרחק היחסי של הפלנטות מהשמש.
• כוכבי לכת חיצוניים מסיביים הרבה יותר מכוכבי לכת הפנימיים, ורוב המסה של כוכבי הלכת החיצוניים מקורה במימן והליום.
• מערכות פלנטה-לוויין הדומות למערכת השמש זעירה.
• מכתשים נפוצים בכל רחבי מערכת השמש, מרביתם נוצרו במאות מיליוני השנים הראשונות של מערכת השמש.
• רוב מסלולי השביטים מגדירים את מקורם באוסף גדול, כמעט כדורי מסביב למערכת השמש (ענן האורט). שביטים אחרים שייכים לחגורת קויפר,הנמצאת סמוך לפלוטו ומעבר לו.
• התנע זוויתי של הפלנטות גדול הרבה יותר מזה של השמש.
כדי לפשט את הרשימה הארוכה של עובדות, שאינן קשורות לכאורה, ניתן לארגן אותה לפי ארבעה נושאים:
רמזים ביחס למבנה הגיאומטרי: רוב המסה של מערכת השמש נמצאת גוף מרכזי: השמש. כוכבי הלכת אינם מפוזרים באופן אקראי סביב השמש. כל המסלולים נמצאים כמעט באותו מישור. המרחקים של כוכבי הלכת מהשמש מהשמש מצייתים לחוק מתמטי פשוט. עם זאת, כמה מרכיבים של מערכת השמש מפוזרים בדרך אחרת בחלל. בייחוד, אוסף השביטים שנקרא ענן אורט המפוזר כדור ענקי שבמרכזו השמש ובכוכבי הלכת.
רמזים ביחס לתנועת גופים במערכת: ראשית ניתן להבחין בבירור בין שתי תנועות חשובות. התנועה המסלולית של כוכב לכת סביב השמש. סיבוב סביב הציר של הפלנטות. כל הפלנטות סובבות סביב השמש באותו בכיוון, במסלולים שצורתם כמעט מעגלית. בנוסף, השמש וכל הפלנטות, פרט לשתיים, סובבות על הציריהן באותו כיוון. במילים אחרות, כוכבי הלכת מסתובבים באותו כיוון במסעם סביב השמש. ציר הסיבוב של הפלנטות, בדרך כלל, נמצא בכיוון הניצב למישור המסלול שלהם.
רמזים ביחס להרכב: כוכבי לכת הקרובים לשמש הם קטנים, צפופים, עשירים במתכות. כוכבי הלכת הרחוקים מהשמש הם גדולים, צפיפותם נמוכה, הם עשירים במימן ובהליום. כל כוכב לכת שונה במקצת בהרכבו מהפלנטות האחרות. מטאוריטים מספקים לנו ראיות ישירות יחידות להרכב של גופים בין פלנטריים – הם שונים בתכונות הגיאולוגיות שלהם מכל הסלעים היבשתיים והארציים המוכרים לנו.
באדיבות NASA
רמזים ביחס למורפולוגיה. מערכות פלנטה-לוויין דומות למערכת שמש זעירה. הלוויינים (ירחים) סובבים במסלול משווני של הפלנטה בדומה לסיבוב הפלנטה סביב השמש. מערכות טבעות בפלנטות החיצוניות מתנהגות בצורה דומה. הטבעות עשויות לשמש כראיה לפלנטה שלא הצליחה להתחבר (למשל: מקרה של חגורת האסטרואידים העיקרית) או ירח של התחבר (למשל: מקרה של מערכות הטבעות של ארבעת ענקי הגז החיצוניים). הופעת מכתשים בכל רחבי מערכת השמש, אך רובם נוצרו בפרק זמן קצר יחסית 10% הראשונים מההיסטוריה של מערכת השמש.
תאר לעצמך שאתה בלש חשוב שזה עתה הגיע לזירת הפשע. הגופה כבר קרה; הבית ריק. הרצח התרחש שעות אחדות קודם לכן, אבל החדר שסביבך מכיל רמזים לגבי מה שקרה. רמזים מסוימים ברורים, אחרים מוסתרים, אבל כל הרמזים חשובים! אתה עלול למצוא את הגופה במצב מסוים. חפצים בחדר עשויים להיות שלא במקומם. אולי נותרו עקבות כימיים על השטיח או ריח מיוחד קיים באוויר. באותו אופן, תושבי כדור הארץ מתמודדים עם המסתורין של מערכת השמש. אירועים אלה הובילו לקיומנו והתרחשו לפני מיליארדי שנים. סביבנו מפוזרים סימנים המעידים של תהליך היווצרות מערכת השמש ועל היווצרותנו אנו.