Didžiąją žmonijos istorijos dalį, planetų egzistavimas už mūsų Saulės sistemos ribų tebuvo spėlionės objektas. Šiandien žinome tūkstančius egzoplanetų, ir vis galingesni stebėjimo prietaisai toliau plečia tolimų pasaulių sąrašą. Už kiekvienos planetinės sistemos—ar tai būtų keletas planetų, skriejančių apie Saulės tipo žvaigždę, ar mini-Neptūnų spiečius aplink raudonąją nykštukę—slypi fundamentali diskų formavimosi ir planetesimalių akrecijos eiga.
Ši tema—Planetinių sistemų formavimasis—analizuoja, kaip protoplanetiniai diskai evoliucionuoja į susiformavusias planetų struktūras. Nuo pradinių dulkių dalelių ir ledo grūdelių kondensacijos iki masyvių dujinių apvalkalų užaugimo Jupiterio tipo milžinams, apžvelgsime svarbiausius etapus, vedančius prie uolinių planetų, dujinių milžinių bei įvairesnių egzoplanetinių konfiguracijų atsiradimo. Žemiau pateikiama trumpa pagrindinių nagrinėjamų sąvokų apžvalga:
Protoplanetiniai diskai
Jaunos žvaigždės formuojasi iš kolapsuojančių molekulinių debesų ir dažnai būna apsuptos dujų ir dulkių diskų—šie aplinkžvaigždiniai diskai yra ta vieta, kur prasideda planetų formavimasis.
Planetesimalių akrecija
Smulkios kietosios dalelės susiduria ir limpa, ilgainiui tapdamos didesnėmis planetesimėmis. Joms augant ir virstant protoplanetomis, formuojasi būsima planetinė sistemos struktūra.
Uolinių pasaulių formavimas
Vidinėse, karštesnėse srityse vyrauja uolingos medžiagos, todėl čia atsiranda Žemės tipo planetos. Jų kaupimasis, diferencijavimas bei atmosferų išsaugojimas nulemia, ar susidarys į Žemę ar Venerą panašūs pasauliai.
Dujiniai ir lediniai milžinai
Toliau nuo žvaigždės, už ledo linijos, gausu ledų, tad kieti branduoliai gali sparčiai augti ir prisijungti didžiulius vandenilio ir helio sluoksnius. Taip susidaro Jupiterio ar Neptūno tipo planetos.
Orbitinė dinamika ir migracija
Neseniai susiformavusios planetos gravitiškai sąveikauja su disku ir tarpusavyje, todėl dažnai migruoja į vidų ar išorę. Tokie reiškiniai, kaip „karštieji Jupiteriai“, parodo, kaip netikėtai gali kisti orbitos šiose ankstyvosiose pertvarkose.
Palydovai ir žiedai
Planetų palydovai gali susiformuoti kartu su planeta nedideliuose aplinkplanetiniuose diskuose arba būti pagauti, jei atskiras kūnas atsiduria planetos gravitacinėje įtakoje. Žiedai gali susidaryti iš suardytų palydovų arba likutinių nuolaužų diskų.
Asteroidai, kometos ir nykštukinės planetos
Ne visa medžiaga sukaupiama į stambias planetas. Asteroidų žiedas ir Koiperio juostos objektai atspindi likusias planetesimales arba „neįvykusias“ protoplanetas, saugančias pradinės Saulės sistemos sąlygas.
Egzoplanetų įvairovė
Nuotolinių pasaulių stebėjimai atskleidė stulbinančią įvairovę—super-Žemes, karštuosius Jupiterius, mini-Neptūnus, lavos pasaulius ir daugiau—rezultatas, kurį lemia pradinių diskų savybės, žvaigždės aplinka ir migracijos istorija.
Gyvybinės zonos sąvoka
Numatymas, kur orbitoje gali egzistuoti skystas vanduo planetos paviršiuje, yra svarbus ieškant pasaulių, galinčių būti gyvenamais. Tačiau tokius veiksnius, kaip žvaigždės aktyvumas ir planetos atmosferos sudėtis, būtina įvertinti, kad nuspręstume apie tikrąjį tinkamumą gyvybei.
Ateities tyrimai planetologijoje
Naujos kosminės misijos, milžiniški teleskopai, patobulinti teoriniai modeliai ir išsamios egzoplanetų apžvalgos toliau tikslins supratimą apie planetų formavimąsi, paplitimą bei galimą gyvybingumą.
Visi šie tematiniai pjūviai parodo, kaip iš tarpžvaigždinių dulkių ir dujų susikaupę žvaigždžių diskai tampa sudėtingomis planetų, palydovų ir mažesnių kūnų šeimynomis. Suvokdami šią procesų grandinę—nuo protoplanetinių diskų iki milžinių planetų formavimosi ir orbitinių pertvarkymų—geriau suprantame ne tik savo Saulės sistemos ištakas, bet ir daugybę egzoplanetinių sistemų, besidriekenčių po visą kosmosą.