Небулярная гипотеза
Согласно общепринятой небулярной гипотезе, Солнечная система образовалась примерно 4,6 млрд лет назад из вращающегося облака газа и пыли — солнечной туманности. Под действием гравитации (возможно, запущенной взрывом сверхновой) туманность начала коллапсировать и сжиматься.
Этапы формирования
1. Коллапс туманности
Газопылевое облако начало сжиматься под собственной гравитацией. Угловой момент (как у фигуристки, собирающей руки) заставил его вращаться всё быстрее и образовывать плоский диск — протопланетный диск вокруг сгущающегося центра.
2. Зажигание Солнца
В центре давление и температура достигли значений, при которых начался термоядерный синтез — родилось Солнце. Это произошло примерно 4,6 млрд лет назад.
3. Планетообразование
В протопланетном диске пылинки слипались в планетезимали — тела размером от метров до километров. Планетезимали сталкивались и объединялись в протопланеты. Те, в свою очередь, росли до планетарных масштабов в ходе миллионов лет аккреции.
4. Великая миграция
Раннее движение Юпитера и Сатурна внутрь, а затем наружу по орбитам (модель «Ниццы») перестроило всю архитектуру Солнечной системы: разбросало объекты, создало пояс астероидов и наполнило облако Оорта.
Почему внутренние планеты каменные, а внешние — газовые
Ключевую роль сыграла снеговая линия — расстояние от молодого Солнца, за которым вода и другие летучие вещества замерзают. Во внутренней системе летучие вещества испарялись; каменистые материалы формировали твёрдые планеты. За снеговой линией льды сохранялись и помогали быстрее набирать массу, привлекая газ из туманности — так образовались газовые гиганты.
Поздняя тяжёлая бомбардировка
Примерно 4 млрд лет назад произошёл период поздней тяжёлой бомбардировки: перестройка орбит гигантов направила огромный поток астероидов во внутреннюю систему. Это выбило на Луне большинство кратеров, видимых сегодня. Тогда же кометы могли доставить воду на Землю.