この写真は20〜25年前にはとてもきれいでした。最初にそのきれいな画像を紹介します。星は、星間ガスの巨大な雲の重力崩壊から形成されます。避けられないこれらのガス雲には、いくつかの正味の非ゼロ角運動量があります。これにより、ガス雲の形状がほぼ球形から円盤形に変化します。(なぜ?それは別の質問です。質問してください。)
この原始惑星系円盤は成長している原始星に質量を送り続けたが、それはまた惑星の形成の舞台を設定した。ガス雲は主に原始の水素とヘリウムでしたが、太陽系の形成に先立つ数十億年の恒星融合と超新星のおかげで、より重い元素も含まれていました。
これらの重い元素は、水素やヘリウムとはまったく異なる動作をします。彼らは化学を持っています。惑星は、化学的に結合されたこれらの重い元素の質量の微視的な塊として始まりました。これらの微視的な塊は時折衝突し、最終的にはより大きな塊を形成します。これらの大きな塊は、互いに衝突し、さらに大きな塊を形成しました。最終的に、塊は重力で相互作用するほど大きくなり、さらに大きくなりました。このプロセスは続き、最終的には原始惑星、そして惑星の胚、そして最後に惑星を形成しました。
原始惑星系円盤の温度は、形成する原始星の近くで高かったが、原始星からの距離が増加するにつれて急激に低下した。ある時点で、水、アンモニア、メタン、二酸化炭素などの揮発性物質が岩のように固体になります。これはアイスライン、別名スノーラインまたはフロストラインです。セレスの軌道内の小惑星は岩が多い傾向があります。セレスの軌道の外側の小惑星は氷に覆われる傾向があります。
氷線の外側に形成された惑星は非常に急速に成長し、その後非常に大きく成長する可能性があります。原始惑星系円盤を構成するものは、円盤内のすべてのものの圧力のおかげで、ケプラーの法則が示唆する速度以外の何かで成長中の原始星を周回します。正方立方体の法則のおかげで、大きなオブジェクトはそのプレッシャーの影響を受けません。これらの大きなオブジェクトは、ケプラーの速度で周回します。氷線の外側に形成される惑星は非常に急速に成長し、すぐ近くの環境とは異なる速度で周回しているため、ガスと氷を一掃します。その結果、木星や土星などのガスの巨人、さらには天王星や海王星などの氷の巨人が誕生しました。惑星の成長は、氷のラインの中ではるかに困難なプロセスとはるかに遅いプロセスです。だから水星、金星、地球、
それはきれいな絵です。あまりきれいではない写真:
なぜ水星と火星は金星と地球よりもはるかに小さいのですか?
シミュレーションでは、岩の多い惑星はすべてほぼ同じサイズでなければなりません。それは、他の場所はもちろんのこと、私たち自身の太陽系には当てはまりません。
天王星と海王星はどのようにして形成されたのでしょうか?
シミュレーションでは、現在の太陽からの距離で天王星と海王星を再現できません。原始惑星系円盤内の物質は、大きな惑星を形成するにはこれらの距離であまりにもまばらであるはずでした。
はるかに悪いことに、科学者が発見したすべての奇妙な系外惑星との取引は何ですか?
科学者たちは、木星サイズの物体が太陽に非常に近い軌道を回っており、海王星サイズの物体が単純なモデルが形成するのは岩の多い惑星だけであり、意味のない高度に傾斜した(時には逆行する)軌道を回っている惑星を発見しました。
これらのシミュレーション(非常に優れたものになった)と過剰な太陽系外惑星は、惑星がどのように「おかしい」段階に戻るかという理論を推し進めてきました。(「新しい発見を告げる科学で聞く最もエキサイティングなフレーズは、「ユーレカ!」ではなく、「それはおかしい...」」、アイザック・アシモフに広く帰属する引用です。)