Dlaczego planety wewnętrzne Układu Słonecznego różnią się znacznie budową od planet zewnętrznych?

Pytanie:

Dlaczego planety wewnętrzne Układu Słonecznego różnią się znacznie budową od planet zewnętrznych?
od: Bronek

Odpowiedź:

Prof. Paweł Artymowicz:

Decydującą rolę w znacznym zróżnicowaniu planet wewnętrznych i zewnętrznych (olbrzymów od Jowisza do Neptuna), odegrały masy skalistych protoplanet utworzonych w dysku protoplanetarnym. Jeśli masa ta była mniejsza niż 5-10 mas Ziemi, wówczas planeta pozostawała skalista. Natomiast powyżej tej granicy, pierwotna atmosfera stawała się tak masywna, że zapadała się i rozpoczynał się krótki okres gromadzenia gazu dyskowego przez planetę, która osiągała masę i gazową budowę podobną do Jowisza. Wiadomo, że masa protoplanety skalistej zależy od ilości materiału skalnego rozproszonego początkowo w dysku protoplanetarnym. W Układzie Słonecznym, zgodnie ze standardową teorią jego powstawania stworzoną w latach 80-tych, ta masa była dostateczna do transformacji planety ziemskiej w olbrzyma takiego jak Jowisz lub Saturn tylko i wyłącznie z dala od Słońca (poza granicą kondensacji lodu H2O).

Odkrycia planet pozasłonecznych w latach 90-tych, a także studia teoretyczne nad tzw. migracją planet (spowodowany wzajemnym przyciąganiem grawitacyjnym dryf protoplanety wewnątrz macierzystego dysku), postawiły wiele trudnych pytań. Dlaczego układy te nie przypominają budową naszego? Wiele z nich ma planety typu Jowisza w odległościach od gwiazd nie większych niż Merkury-Słońce. Jeśli, jak chce teoria, przyroda preferuje tworzenie wielkich planet gazowych daleko od gwiazd, a następnie ich migrację, dlaczego nasz układ planetarny NIE NOSI śladów takiej dalekiej wędrówki wielkich planet? Jest to jedno z pytań fascynujących obecnie astronomów. Być może dysk wokół młodego Słońca zaniknął szybciej niż normalnie, pod wpływem promieniowania ultrafioletowego pobliskich, nowo narodzonych gwiazd. Wskazywałoby to na narodziny naszego układu w gromadzie gwiazd bardzo podobnej do tej, którą obserwujemy w mgławicy Oriona (w obszarze gromady trapeza, w mieczu Oriona).

24 maja 2002