Các hành tinh được cho là hình thành từ Đĩa tiền hành tinh (Proplanetary Disc) – một đám mây khí bụi hình đĩa, phần còn lại của tinh vân tiền mặt trời sau khi nó hình thành lên Mặt Trời. Theo các lý thuyết được thừa nhận ngày nay, các hành tinh ban đầu chỉ là những hạt bụi ở vùng quỹ đạo xung quanh Tiền sao ở trung tâm.
Đĩa tiền hành tinh bao quanh tiền sao
Những hạt bụi này tiếp xúc với những hạt xung quanh và dính vào với nhau bởi lực tĩnh điện và hình thành lên những khối có đường kính trên 200m. Sau khi đã có một khối lượng đang kể, những khối đó liên kết với nhau băng lực hấp dẫn và thông qua các vụ va chạm và sáp nhập, chúng đã hình thành lên những vật thể lớn hơn (các vật thể hành tinh - planetesimal) có kích thước xấp xỉ 10 km.
Các vật thể hành tinh
Các vật thể hành tinh này ngày càng va chạm với nhau nhiều hơn và phát triển với tốc độ khoảng vài cm / năm trong suốt hàng triệu năm sau đó. Thông qua các quá trình va chạm và sáp nhập với nhau mà các chúng tiếp tục tăng kích thước để hình thành hành tinh ngày nay.
Các hành tinh đang được hình thành
Tuy nhiên, nhiệt độ của đĩa tiền lại hành tinh không đồng đều ở các vùng khác nhau. vùng phía trong của đĩa nóng hơn, trong khi đó vùng phía ngoài của đĩa lại lạnh hơn. Đây chính là nguyên nhân sự tạo ra sự khác biệt về quá trình hình thành lẫn thành phần cấu tạo giữa các hành tinh đất đá (Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất, Sao Hoả) so với các hành tinh khí khổng lồ (Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương).
Sau khoảng 3 – 10 triệu năm, gió mặt trời trẻ đã trở lên đủ mạnh, nó thổi sạch khí và bụi trong đĩa tiền hành tinh vào không gian liên sao.Quá trình hình thành hành tinh kết thúc.
Sau khoảng 3 – 10 triệu năm, gió mặt trời trẻ đã trở lên đủ mạnh, nó thổi sạch khí và bụi trong đĩa tiền hành tinh vào không gian liên sao.Quá trình hình thành hành tinh kết thúc.
II/ Sự hình thành các hành tinh đất đá
Bốn hành tinh đất đá
Vùng Hệ Mặt Trời bên trong (vùng trong khoảng 4 A.U tính từ Mặt Trời) quá ấm nên các hợp chất của hidro dễ bay hơi như nước, metan, amoniac không thể ngưng tụ ngay lúc này được. Vì vậy những phôi hành tinh hình thành ở đây chỉ có thể cấu tạo từ các hợp chất có nhiệt độ nóng chảy cao như kim loại (sắt, niken, nhôm) và đá silicat nên các hành tinh này có khối lượng riêng lớn hơn các hành tinh vòng ngoài. Nhưng do những hợp chất nói trên khá hiếm trong Vũ trụ cũng như trong Tinh vân (chỉ chiếm 0,6 % khối lượng tinh vân hình thành lên hệ mặt trời của chúng ta) nên các hành tinh đá không đạt kích thước và khối lượng lớn đủ lớn để có thể giữ lại những khí có khối lượng nhẹ như Hidro và Heli như các hành tinh vòng ngoài.
Một hành tinh kiểu đất đá mới hình thành
Do kích thước của Hệ Mặt Trời bên trong khá chật hẹp cộng thêm với việc quỹ đạo ban đầu của các thiên thể khá bất ổn cho nên quá trình hình thành lên các hành tinh vòng trong chứng kiến nhiều vụ va dữ dội. Điển hình như vụ va chạm để hình thành lên Mặt Trăng của Trái Đất hay vụ va chạm thổi bay lớp vỏ của Sao Thủy. Vào cuối thời kì hình thành hành tinh, vùng này có tới 50 - 100 thiên thể có kích thước bằng phôi hành tinh Sao Hỏa và có lẽ vùng này lúc đó không chỉ có 4 hành tinh như ngày nay (người ta cho rằng lúc đó có một vài thiên thể lớn cỡ Sao Thủy xuất hiện ở đây). Sau các vụ va chạm khốc liêt, một số hành tinh đã biến mất hoặc sáp nhập lại với nhau. Kết quả cuối cùng chỉ còn lại bốn hành tinh Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa có kích thước như ngày nay.
Một vụ va chạm giũa các thiên thể trong thời kỳ đầu
Bốn hành tinh khí khổng lồ
Các hành tinh này hình thành ở phía bên ngoài Đường Tuyết (một đường nằm giữa quỹ đạo của Sao Hỏa và Sao Mộc), nên nhiệt độ vùng này đủ lạnh để các hợp chất của hidro như nước, mêtan và amoniac có thể đóng băng). Vì vậy ngoài các hợp chất như kim loại và đá silicat, vùng này còn chứa nhiều các hợp chất hợp chất của hidro đã đóng băng (nhiều hơn cả về số lượng lẫn khối lượng vì những hợp chất này khá phổ biến trong Tinh vân cũng như trong Vũ trụ) nên các mảnh tiền hành tinh có thành phần chủ yếu là băng với một lượng nhỏ đá và kim loại trộn lẫn với nhau. Điều này dẫn tới kết quả là các hành tinh ở vòng ngoài có thành phần cấu tạo đa dạng hơn các hành tinh vòng trong, cho phép chúng có thể phát triển đủ lớn, tạo ra lực hấp dẫn đủ mạnh để có thể giữ lại các khí nhẹ nhất và nhiều nhất trong lúc đó là hidro và heli. Các nhà lý thuyết cho rằng đường băng giá đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành và giúp cho các hành tinh này có kích thước khổng lồ như vậy. Đường băng giá này tích lũy một lượng nước bay hơi lớn từ các thiên thể băng đá bị hút vào và từ đó tạo ra một vùng có áp suất thấp hơn. Chính áp suất thấp này đã làm tăng tốc độ của các hạt bụi trên quỹ đạo và làm cản trở chuyển động hướng về phía Mặt Trời của chúng. Việc này giúp cho cho các vật chất ở vùng bên ngoài được tích lũy một cách nhanh chóng và phát triển tới kích thước lớn hơn các hành tinh vòng trong nhiều lần. Trong vòng 1000 năm chúng đã tích lũy được một khối lượng gấp 150 lần Trái Đất.
Các hành tinh khí đang hình thành
Tuy nhiên, lượng khí trong các hành tinh này lại có sự chênh lệch nhau khá lớn. Nguyên nhân chủ yếu là do thời gian hình thành của chúng. sao mộc là hành tinh được hình thành đầu tiên ,khi mà lượng khí còn dồi dào và gió Mặt Trời còn khá yếu nên nó có lượng khí lớn nhất trong 4 hành tinh bên ngoài này và cũng là. sao thổ hình thành sau khoảng vài triệu năm nên có khối lượng thấp. Hai hành tinh được hình thành cuối cùng là Sao Thiên Vương và sao hải vương nên còn ít khí để nuốt cộng thêm việc gió sao từ mặt trời trẻ đã đủ xa và mạnh để thổi bay đĩa vật chất bao quanh các hành tinh. Kết quả hai hành tinh này có rất ít khí (lượng khí không quá 1 lần khối lượng Trái Đất) nên thỉnh thoảng hai hành tinh này được cho là bị “hỏng” lõi. Theo những tính toán của các nhà khoa học, nếu ở vị trí hiện tại thì Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương phải mất khoảng 100 triệu năm để lõi của chúng có thể phát triển tới kích thước như ngày nay (qua lâu so với quá trình hình thành hành tinh). Người ta cho rằng, có thể ban đầu 2 hành tinh này hình thành ở vùng gần Mặt Trời hơn (giữa Sao Mộc và Sao Thổ), sau đó chúng đã di cư ra bên ngoài cho tới vị trí nay.
Sưu tầm
Nguồn thông tin được HOCHOIMOINGAY.com sưu tầm từ Internet