A formação caótica do sistema solar

Os distúrbios gravitacionais de nossa gigantesca nuvem molecular

Há 4,5 bilhões de anos, a formação do sistema solar foi um processo complexo e extremamente caótico que durou milhões de anos.
Como pode ser observado hoje em outros sistemas estelares em formação, o sistema solar formou-se a partir de uma enorme nuvem de gás e poeira interestelar muito fria e muito densa chamada de nuvem molecular gigante.
É nesses casulos de poeira e gás que nascem as estrelas.

As nuvens moleculares gigantes, em frágil equilíbrio, podem estar sujeitas a perturbações externas, como ondas de choque geradas por supernovas, explosões de estrelas massivas. Esses distúrbios podem comprimir e perturbar as nuvens e levar ao colapso gravitacional.
Movimentos aleatórios de moléculas de gás e poeira, conhecidos como movimentos de Brown, também podem levar a flutuações de densidade e também contribuir para o colapso gravitacional.

Quando a pressão de radiação e a pressão térmica exercida pelo gás e poeira não são mais suficientes, a força gravitacional assume o controle e a nuvem começa a desmoronar. Então, sob o efeito de sua própria gravidade, seu colapso se acelera. No centro, a matéria se concentra, a temperatura aumenta e a protoestrela absorve toda a matéria circundante.

Quando a protoestrela atinge uma massa suficiente (cerca de 80 vezes a massa de Júpiter), as reações termonucleares começam. Todo o sistema é transportado em um disco protoplanetário girando cada vez mais rapidamente em torno de seu centro. É neste ponto que os agregados de matéria e gás começam a formar aglomerados de rochas cada vez maiores, até formar protoplanetas.

Perto da linha de gelo, a 4 unidades astronômicas, os planetas gigantes se formam primeiro, acumulando matéria ao seu redor e esculpindo um sulco no disco de acreção em apenas um milhão de anos.
As perturbações gravitacionais causadas pelos planetas gigantes causarão colisões dramáticas alterando a temperatura, densidade e composição química do disco protoplanetário.

Dentro da linha de gelo, em frente a Júpiter e Saturno, algumas dezenas de planetas do tamanho de Marte estão se formando. Mas além de Júpiter e Saturno, uma dúzia de planetas do tamanho de Urano também está se formando. Este processo de formação planetária não foi suave e linear, mas sim caótico.
A migração dos planetas gigantes empurrará à sua frente muitos protoplanetas em direção ao Sol, causando colisões terríveis. A maioria dos protoplanetas se desintegra e é lançada no Sol nascente.

De acordo com os modelos atuais da formação do sistema solar, Júpiter e Saturno migraram para o centro do sistema solar durante o primeiro milhão de anos de sua existência. Essa migração foi causada por interações gravitacionais entre os planetas gigantes e o disco de gás e poeira que cercava o jovem Sol.
Simulações de computador sugerem que esse período de formação caótica resultou em trocas significativas de massa e movimento entre os corpos em formação, levando a migrações planetárias e colisões violentas. Os protoplanetas podem ter sido ejetados do sistema solar ou colidido com o Sol, enquanto outros se fundiram para formar planetas mais massivos.
Quando os planetas gigantes param sua migração devido ao feedback gravitacional, restam apenas 4 planetas internos, sorte sua!

De volta à linha de gelo, Júpiter e Saturno também causam distúrbios gravitacionais caóticos atrás deles. É provável que alguns planetas tenham sido expulsos do sistema solar ou colocados em órbitas altamente elípticas e altamente inclinadas. Apenas Urano e Netuno permanecem hoje.
O eixo de rotação de Netuno (28,32°) e especialmente o de Urano (97,8°) mostram que esses planetas sofreram colisões titânicas testemunhando o passado violento de nosso sistema solar.

Este período caótico moldou a estrutura e a composição do sistema solar como o conhecemos hoje. É responsável por muitas características únicas do nosso sistema solar.