Gambar itu jauh lebih bersih 20 hingga 25 tahun yang lalu. Saya akan menyajikan gambar bersih yang bagus dulu. Bintang-bintang terbentuk dari keruntuhan gravitasi awan besar gas antarbintang. Awan gas itu tak terhindarkan memiliki momentum sudut non-nol bersih. Hal ini memaksa awan gas untuk berubah bentuk dari yang lebih atau kurang berbentuk bola menjadi berbentuk cakram. (Kenapa? Itu pertanyaan yang berbeda. Tanyakan saja.)
Sementara piringan protoplanet ini terus memberi makan massa ke protobintang yang tumbuh, ia juga mengatur panggung untuk pembentukan planet-planet. Awan gas sebagian besar adalah hidrogen purba dan helium, tetapi juga mengandung unsur yang lebih berat berkat fusi bintang dan supernova dalam miliaran tahun yang mendahului pembentukan tata surya kita.
Unsur-unsur yang lebih berat itu berperilaku sangat berbeda daripada hidrogen dan helium. Mereka memiliki chemistry. Planet-planet dimulai sebagai gumpalan mikroskopis dari unsur-unsur yang lebih berat ini, yang terikat bersama secara kimia. Rumpun mikroskopis ini terkadang bertabrakan, akhirnya membentuk rumpun massa yang lebih besar. Gumpalan-gumpalan yang lebih besar ini saling bertabrakan, membentuk gumpalan massa yang lebih besar. Akhirnya rumpun menjadi cukup besar sehingga mereka berinteraksi secara gravitasi, membuat mereka tumbuh lebih besar. Proses ini berlanjut, akhirnya membentuk protoplanet, dan kemudian embrio planet, dan akhirnya planet.
Suhu dalam piringan protoplanet tinggi di dekat protobintang yang membentuk tetapi turun dengan cepat dengan meningkatnya jarak dari protobintang. Pada beberapa titik, volatil seperti air, amonia, metana, dan karbon dioksida menjadi sekokoh batu. Ini adalah garis es, alias garis salju atau garis es. Asteroid di dalam orbit Ceres cenderung berbatu. Asteroid di luar orbit Ceres cenderung dingin.
Planet-planet yang terbentuk di luar garis es dapat tumbuh sangat cepat dan kemudian mereka dapat tumbuh sangat, sangat besar. Benda-benda yang terdiri dari disk protoplanetari mengorbit protobintang yang sedang tumbuh pada sesuatu selain dari laju yang disarankan oleh hukum Kepler berkat tekanan dari semua hal dalam disk. Berkat hukum kubus persegi, benda yang lebih besar tidak tunduk pada tekanan itu. Benda-benda yang lebih besar mengorbit pada tingkat Keplerian. Planet-planet yang terbentuk di luar garis es tumbuh sangat cepat dan kemudian menyapu gas dan es karena mereka mengorbit pada kecepatan yang berbeda dari lingkungan sekitarnya. Hasilnya adalah raksasa gas seperti Jupiter dan Saturnus dan lebih jauh, raksasa es seperti Uranus dan Neptunus. Pertumbuhan planet adalah proses yang jauh lebih sulit dan proses yang lebih lambat di dalam garis es. Itu sebabnya Merkurius, Venus, Bumi,
Itu gambar yang cantik. Gambar tidak begitu cantik:
Mengapa Merkurius dan Mars jauh lebih kecil dari Venus dan Bumi?
Simulasi menunjukkan bahwa planet berbatu semua harus memiliki ukuran yang kurang lebih sama. Itu tidak terjadi di tata surya kita sendiri, apalagi di tempat lain.
Bagaimana bisa Uranus dan Neptunus terbentuk?
Simulasi tidak dapat menciptakan kembali Uranus dan Neptunus pada jarak mereka saat ini dari Matahari. Materi dalam cakram protoplanet seharusnya terlalu jarang pada jarak tersebut untuk membentuk planet besar.
Jauh, jauh lebih buruk, apa masalahnya dengan semua exoplanet aneh yang ditemukan para ilmuwan?
Para ilmuwan telah menemukan benda-benda seukuran Jupiter yang mengorbit sangat dekat dengan matahari mereka, benda-benda seukuran Neptunus yang mengorbit di mana model sederhana hanya akan membentuk planet berbatu, dan planet-planet di orbit yang sangat condong (dan terkadang retrograde) yang tidak masuk akal.
Simulasi-simulasi ini (yang telah menjadi sangat baik) dan kebanyakan planet ekstrasurya telah mendorong teori tentang bagaimana planet membentuk kembali ke tahap "itu lucu". ("Ungkapan yang paling menarik untuk didengar dalam sains, yang menggembar-gemborkan penemuan baru, bukanlah" Eureka! "Tetapi" Itu lucu ... "", sebuah kutipan yang secara luas dikaitkan dengan Isaac Asimov.)