ภาพดูสะอาดขึ้นเมื่อ 20-25 ปีที่แล้ว ฉันจะนำเสนอภาพที่สะอาดดีก่อน ดาวก่อตัวจากการยุบตัวของแรงโน้มถ่วงของเมฆขนาดใหญ่ของก๊าซระหว่างดวงดาว เมฆก๊าซเหล่านั้นย่อมมีโมเมนตัมเชิงมุมที่ไม่เป็นศูนย์ สิ่งนี้ทำให้เมฆก๊าซเปลี่ยนรูปร่างจากการเป็นทรงกลมมากหรือน้อยไปเป็นดิสก์รูปทรง (ทำไม? นั่นเป็นคำถามที่แตกต่างถามมัน)
ในขณะที่ดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ดวงนี้ยังคงป้อนมวลไปยังโปรโตสตาร์ที่เพิ่มขึ้น แต่มันก็เป็นจุดเริ่มต้นของการก่อตัวของดาวเคราะห์ เมฆก๊าซส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจนและฮีเลียมในยุคแรก แต่มันก็มีองค์ประกอบที่หนักกว่าเนื่องจากฟิวชั่นและซุปเปอร์โนวาของดาวฤกษ์ในช่วงหลายพันล้านปีก่อนหน้าการก่อตัวของระบบสุริยะของเรา
องค์ประกอบที่หนักกว่านั้นมีพฤติกรรมแตกต่างจากไฮโดรเจนและฮีเลียม พวกเขามีคุณสมบัติทางเคมี ดาวเคราะห์เริ่มต้นจากการกระจุกด้วยกล้องจุลทรรศน์ของมวลขององค์ประกอบที่หนักกว่านี้รวมตัวกันทางเคมี กลุ่มกล้องจุลทรรศน์เหล่านี้ชนกันเป็นครั้งคราวในที่สุดก็กลายเป็นกลุ่มก้อนขนาดใหญ่ กระจุกที่มีขนาดใหญ่กว่าเหล่านี้ก็ชนเข้าด้วยกันก่อตัวเป็นก้อนใหญ่ขึ้น ในที่สุดกอกลายเป็นใหญ่พอที่พวกเขามีปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงทำให้พวกเขาเติบโตใหญ่ขึ้น กระบวนการนี้ยังคงดำเนินต่อไปในที่สุดก็ก่อตัวดาวเคราะห์และตัวอ่อนดาวเคราะห์และในที่สุดก็เป็นดาวเคราะห์
อุณหภูมิในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์มีอุณหภูมิสูงใกล้กับโพรโทสตาร์ที่สร้างขึ้น แต่ลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อเพิ่มระยะห่างจากโปรโตสตาร์ ในบางจุดสารระเหยเช่นน้ำแอมโมเนียมีเธนและคาร์บอนไดออกไซด์จะกลายเป็นของแข็งเหมือนหิน นี่คือสายน้ำแข็งหรือที่เรียกว่าสายหิมะหรือสายน้ำค้างแข็ง ดาวเคราะห์น้อยที่อยู่ในวงโคจรของเซเรสมีแนวโน้มที่จะเป็นหิน ดาวเคราะห์น้อยนอกวงโคจรของเซเรสมีแนวโน้มที่จะเป็นน้ำแข็ง
ดาวเคราะห์ที่ก่อตัวนอกแนวน้ำแข็งสามารถเติบโตได้อย่างรวดเร็วและจากนั้นพวกมันก็สามารถเติบโตได้มากและมีขนาดใหญ่มาก สิ่งที่ประกอบด้วยดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์ที่กำลังเติบโตในสิ่งอื่นนอกเหนือจากอัตราที่กฎหมายของเคปเลอร์แนะนำเนื่องจากความกดดันของสิ่งต่างๆในดิสก์ ด้วยกฎหมายสี่เหลี่ยมจัตุรัสวัตถุที่มีขนาดใหญ่ไม่ได้อยู่ภายใต้แรงกดดันนั้น วัตถุที่ใหญ่กว่านั้นโคจรรอบด้วยอัตรา Keplerian ดาวเคราะห์ที่ก่อตัวนอกแนวน้ำแข็งเติบโตอย่างรวดเร็วและจากนั้นก็กวาดก๊าซและน้ำแข็งเพราะพวกมันโคจรด้วยความเร็วที่แตกต่างจากสภาพแวดล้อมในทันที ผลที่ได้คือดาวก๊าซยักษ์ใหญ่เช่นดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์และไกลออกไปยักษ์น้ำแข็งเช่นดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน การเจริญเติบโตของดาวเคราะห์เป็นกระบวนการที่ยากกว่าและช้ากว่าในสายน้ำแข็ง นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมดาวพุธดาวศุกร์โลก
นั่นเป็นภาพที่น่ารัก ภาพไม่สวยมาก:
เหตุใดดาวพุธและดาวอังคารจึงเล็กกว่าดาวศุกร์และโลกมาก
การจำลองแนะนำว่าดาวเคราะห์หินควรมีขนาดเท่ากันหรือมากกว่า นั่นไม่ใช่กรณีในระบบสุริยะของเราเอง
ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนจะก่อตัวได้อย่างไร
การจำลองไม่สามารถสร้างดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนได้ในระยะทางปัจจุบันจากดวงอาทิตย์ วัสดุในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์น่าจะกระจัดกระจายเกินไปที่ระยะทางเหล่านั้นเพื่อก่อตัวดาวเคราะห์ขนาดใหญ่
ยิ่งไปกว่านั้นอะไรคือข้อตกลงกับนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์นอกระบบที่พบทั้งหมด
นักวิทยาศาสตร์พบว่าวัตถุขนาดเท่าดาวพฤหัสที่โคจรรอบดวงอาทิตย์มากวัตถุขนาดเท่าเนปจูนที่โคจรรอบซึ่งแบบจำลองอย่างง่าย ๆ จะมีดาวเคราะห์หินเพียงก้อนเดียวก่อตัวขึ้นและดาวเคราะห์ในวงโคจรที่เอียงมาก
การจำลองเหล่านี้ (ซึ่งกลายเป็นสิ่งที่ดีมาก) และมีดาวเคราะห์นอกระบบจำนวนมากได้ผลักดันทฤษฎีที่ว่าดาวเคราะห์ก่อตัวกลับคืนสู่เวที“ นั่นตลก” ได้อย่างไร ("วลีที่น่าตื่นเต้นที่สุดที่จะได้ยินในวิทยาศาสตร์สิ่งที่สื่อใหม่ค้นพบไม่ใช่" ยูเรก้า! "แต่" นั่นตลก ... "" เป็นคำพูดที่มีการอ้างถึงอย่างกว้างขวางกับอิสอัคอาซิมอฟ)