Enamiku inimkonna ajaloo jooksul oli planeetide olemasolu väljaspool meie Päikesesüsteemi vaid oletus. Täna teame tuhandeid eksoplaneete ning järjest võimsamad vaatlusvahendid laiendavad kaugete maailmade nimekirja. Iga planeedisüsteemi taga—olgu see siis mõned planeedid, mis tiirlevad Päikese-tüüpi tähe ümber, või mini-Neptuunide parv punase kääbustähe ümber—peitub fundamentaalne ketaste moodustumise ja planetesimaalide akretsiooni protsess.
See teema—Planeedisüsteemide moodustumine—analüüsib, kuidas protoplaneediketad arenevad moodustunud planeedisüsteemide struktuurideks. Alates algsetest tolmuosakestest ja jääkristallide kondenseerumisest kuni massiivsete gaasikestade kasvamiseni Jupiteri-tüüpi hiiglastele, vaatleme olulisi etappe, mis viivad kiviste planeetide, gaasihiiglaste ja mitmekesiste eksoplaneetide konfiguratsioonide tekkeni. Allpool on lühike ülevaade peamistest käsitletavatest mõistetest:
Protoplaneediketad
Noored tähed moodustuvad kokkuvarisevatest molekulaarpilvedest ja neid ümbritsevad sageli gaasi- ja tolmukettad—need tähtedevahelised kettad on koht, kus planeetide moodustumine algab.
Planetesimaalide akretsioon
Väikesed tahked osakesed põrkuvad kokku ja kleepuvad, muutudes aja jooksul suuremateks planetesimaalideks. Nende kasvades ja protoplaneetideks muutudes moodustub tulevane planeedisüsteemi struktuur.
Kiviste maailmade moodustumine
Sisemistes, soojemates piirkondades domineerivad kivised materjalid, mistõttu tekivad Maa-tüüpi planeedid. Nende kogunemine, diferentseerumine ja atmosfääride säilimine määravad, kas tekivad Maale või Veenusele sarnased maailmad.
Gaasihiiglased ja jäähiiglased
Tähelt kaugemal, jääjoone taga, on palju jääd, mistõttu tahked tuumad võivad kiiresti kasvada ja haarata suuri vesiniku ja heeliumi kihte. Nii tekivad Jupiteri- või Neptuuni-tüüpi planeedid.
Orbiididünaamika ja migratsioon
Hiljuti moodustunud planeedid suhtlevad gravitatsiooniliselt ketta ja omavahel, mistõttu nad sageli liiguvad sissepoole või väljapoole. Sellised nähtused nagu „kuumad Jupiterid“ näitavad, kui ootamatult võivad orbiidid muutuda nende varajaste ümberkorralduste käigus.
Kuu ja rõngad
Planeetide kuud võivad moodustuda koos planeediga väikestes ümberplaneedis ketastes või neid võib püüda, kui eraldiseisev keha satub planeedi gravitatsioonivälja. Rõngad võivad tekkida purunenud kuudest või ketaste jäänustest.
Asteoridid, komeedid ja kääbusplaneedid
Kõik materjal ei kogune suurteks planeetideks. Asteoridivöö ja Kuiperi vöö objektid peegeldavad allesjäänud planetesimaale või „mitteõnnestunud“ protoplaneete, mis säilitavad algse Päikesesüsteemi tingimused.
Eksoplaneetide mitmekesisus
Kaugete maailmade vaatlus on paljastanud hämmastava mitmekesisuse—super-Maad, kuumi Jupitereid, mini-Neptuune, laavamaailmu ja palju muud—tulemuse, mida määravad algsete kettade omadused, tähe keskkond ja migratsiooni ajalugu.
Elamiskõlbliku tsooni mõiste
Prognoos, kus orbiidil võib planeedi pinnal eksisteerida vedel vesi, on oluline elamiskõlblike maailmade otsimisel. Kuid selliseid tegureid nagu tähe aktiivsus ja planeedi atmosfääri koostis tuleb hinnata, et otsustada tõelise elamiskõlblikkuse üle.
Planeetoloogia tuleviku uuringud
Uued kosmosemissioonid, hiiglaslikud teleskoobid, täiustatud teoreetilised mudelid ja põhjalikud eksoplaneetide ülevaated täpsustavad edaspidi arusaamist planeetide moodustumisest, levikust ja võimalikust elujõulisusest.
Kõik need temaatilised lõiked näitavad, kuidas tähtedevahelisest tolmust ja gaasist kogunenud tähtede kettad muutuvad keerukateks planeetide, kuude ja väiksemate kehade peredeks. Mõistes seda protsesside ahelat—alates protoplaneediketastest kuni hiigelplaneetide moodustumise ja orbiidimuutusteni—saame paremini aru mitte ainult oma Päikesesüsteemi päritolust, vaid ka paljudest eksoplaneetide süsteemidest, mis ulatuvad üle kogu kosmose.