私たちの太陽系と私たちの8つの惑星太陽、サイズは拡大縮小しますが、軌道…距離は拡大縮小しません。これらは、IAUによって定められた3つの惑星基準すべてを満たす8つのオブジェクトのみであり、互いに同じ平面からわずか数度の範囲内で太陽の周りを周回していることに注意してください。
ウィキメディアコモンズユーザーWP
太陽系のすべての惑星、準惑星、衛星、小惑星などのうち、最も密度が高いのは1つのオブジェクトだけです。重力はそれ自体の上にますます大きくなる暴走プロセスであるという事実に基づいて、木星や太陽のようなすべてのものの中で最も重い物体が最も密度が高いと思うかもしれませんが、それらは地球の密度の4分の1。
別のルートをたどると、最も重い元素の最大の割合で構成されている世界も最も密度が高いと思うかもしれません。しかし、水星は最も密度の高い世界であり、そうではありません。代わりに、太陽系で知られているすべての大きな物体の中で、地球はすべての中で最も密度が高いです。これがその理由の驚くべき科学です。
太陽系の惑星のサイズによる比較。地球の半径は…金星より5％大きいが、天王星と海王星は私たちの世界の4倍の半径を持っています。
ウィキメディアコモンズのLsmpascal
密度はあなたが想像できる物質の最も単純な非基本的な特性。微視的なものから天文学的なものまで、存在するすべての物体には、それに固有の一定量の静止エネルギーがあります。これは、一般に質量と呼ばれています。これらのオブジェクトは、3次元で特定の量のスペースを占有します。これはボリュームと呼ばれます。密度は、これら2つの特性の比率です。つまり、物体の質量をその体積で割ったものです。
私たちの太陽系自体は、約45億年前に、すべての太陽系が形成される方法で形成されました。自重で収縮・崩壊した星形成領域のガス。最近、ALMA（Atacama Large Millimetre / submillimetre Array）などの天文台のおかげで、これらの新生星の周りに形成される原始惑星系円盤を初めて直接画像化して分析することができました。
ALMAが撮影した、若い星、HLタウリの周りの原始惑星系円盤。…円盤のギャップは、新しい惑星、分光測定は、有機の炭素含有化合物の多数と多様性を明らかにします。
アルマ（ESO / NAOJ / NRAO）
いくつかのこのような画像の特徴は印象的です。新しく形成された星の周りに大きく伸びた円盤が見えます。惑星、月、小惑星、外側の（カイパーのような）帯などを生み出す材料です。ディスクのギャップを参照してください：惑星のような巨大な物体がすでに形成されている場所。色分けされた温度勾配を見ることができます。内側の領域はより高温で、外側の領域は
しかし、このような画像から視覚的に見ることができないのは、さまざまな種類の素材の存在と豊富さです。このようなシステム全体で複雑な分子や有機化合物さえも見られますが、3つの重要な効果がすべて連携して、太陽系のどの場所にどの元素が含まれるかを決定します。
原始惑星系円盤の図。惑星と微惑星が最初に形成され、形成されるとディスクに「ギャップ」が生じます。中央の原始星が十分に熱くなるとすぐに、周囲の原始星系から最も軽い元素を吹き飛ばし始めます。木星や土星のような惑星は、水素やヘリウムのような最も軽い元素を保持するのに十分な重力を持っていますが、地球のような低質量の世界はそうではありません。
NAOJ
最初の要因は重力であり、これは常に引力です。小さな粒子で構成された物質のディスクでは、ディスクの内部に近いものは、太陽系の中心を中心に、わずかに遠いものよりもわずかに速い速度で回転し、粒子が通過するときに粒子間の衝突を引き起こします。
わずかに大きな粒子がすでに形成されている場合、または小さな粒子がくっついて大きな粒子を形成している場合、密度の高い領域が優先的に多くの粒子を引き付けるため、重力はわずかに大きくなります。周囲の質量。数千年から数百万年から数千万年以上にわたって、これは、ある場所で最も多くの質量を最も早く発生させた場所で、惑星の暴走形成につながります。
スートラインとフロストラインを示す、原始惑星ディスクの概略図。太陽のような星の場合、…推定では、雪線は最初の地球と太陽の距離の約3倍になりますが、すす線はかなり遠くにあります。太陽系の過去におけるこれらの線の正確な位置は次のとおりです。突き止めるのは難しい。
NASA / JPL-Caltech、InvaderXanによるアノネーション
2番目の要因は、中央の星がその前から進化するときの温度です。 -分子雲としての誕生は、原始星としての段階を経て、本格的な星としての長寿命になります。星に最も近い内部領域では、他のすべてが軽すぎるため、すべての中で最も重い要素だけが生き残ることができます。それは激しい熱と放射によって吹き飛ばされます。最も内側の惑星は金属だけでできています。
その外側には、地球型惑星がすべて形成された雪線（内部に揮発性の氷はありませんが、それを超える揮発性の氷があります）があります。雪線の内側。これらの線は興味深いものですが、太陽系で形成される物質の勾配があることも教えてくれます。最も重い元素は中央の星に最も近い割合で最も多く見られ、重い元素はより少ないです。
太陽系が一般的に進化するにつれて、揮発性物質が蒸発し、惑星が物質を蓄積し、…惑星が融合するか、重力的に相互作用して物体を放出し、軌道は安定した構成に移行します。ガス巨大惑星は私たちの太陽系のダイナミクスを重力的に支配しているかもしれませんが、私たちが知る限り、内側の岩石惑星はすべての興味深い生化学が起こっている場所です。他の太陽系では、場所によって話が大きく異なる可能性がありますさまざまな惑星や月が最終的に移動します。
ウィキメディアコモンズユーザーAstroMark
そして3番目の最後の要素は、複雑な重力ダンスが行われることです。時間の経過とともに、惑星は移動します。星は熱くなり、以前は許可されていた場所で氷が剥ぎ取られます。初期の段階で星を周回していた可能性のある惑星は、放出されたり、太陽に撃たれたり、衝突や融合を引き起こしたりする可能性があります
太陽系を固定している星に近づきすぎると、星の大気の外層が十分な摩擦をもたらし、軌道が不安定になり、中心の星に渦巻くようになります。自体。全体が形成されてから45億年後の今日の太陽系を見ると、初期の段階ではどうだったかについて、非常に多くのことを結論付けることができます。今日のように物を作るために起こったことの全体像をまとめることができます。
シナスティアがどのように見えるかの図解：惑星を取り囲む膨らんだリング…高エネルギーで大きな角運動量の衝撃に続いて。私たちの月は、そのような現象を引き起こした地球との初期の衝突によって形成されたと今では考えられています。
サラスチュワート/カリフォルニア大学デービス校/ NASA
しかし、私たち全員残っているのは生存者です。私たちが見ているものは、「私たちの8つの惑星が今日とほぼ同じ順序で形成されたという考えと非常に一致している」という一般的なパターンに従います。最も内側の世界としての水星、金星、地球、火星、小惑星帯、そしてそれぞれ独自の月系、カイパーベルト、そして最後にオールトの雲を持つ4つの巨大ガス。
すべてがそれらを構成する要素のみに基づいている場合、火星は最も密度の高い惑星になります。水銀は、太陽系の他の既知の世界と比較して、周期表で高い元素の割合が高くなっています。揮発性の氷が沸騰した小惑星でさえ、水星が元素だけに基づいているほど密度が高くありません。金星は＃2、地球は＃3、火星、いくつかの小惑星、そして木星の最も内側の月：イオです。 。
太陽系のさまざまな物体の密度。密度と距離の関係に注意してください…太陽から、トリトンと冥王星の類似性、そして木星の衛星でさえ、イオからカリストまで、密度が非常に大きく異なることに注意してください。
Karim Khaidarov
しかし、密度を決定するのは世界の原料組成だけではありません。また、質量が大きいほど世界に大きな影響を与える重力圧縮の問題もあります。です。これは、太陽系外惑星のさまざまなカテゴリーが何であるかを教えてくれたので、私たち自身の太陽系を超えた惑星を研究することによって私たちが多くを学んだことです。これにより、私たちが観測する世界につながる物理的プロセスがどのように機能しているかを推測することができました。
地球の質量が約2つ未満の場合は、岩だらけの地球のようなものになります。惑星、より大きな質量の惑星はより多くの重力圧縮を経験しています。その上で、あなたは物質のガス状のエンベロープにぶら下がり始めます。それはあなたの世界を「膨らませ」、あなたが質量を上げるにつれてその密度を途方もなく落とします。別のしきい値を超えると、重力圧縮が再び主導権を握ります。土星は木星の物理的なサイズの85％ですが、質量は3分の1にすぎません。そして、別のしきい値を超えると、核融合が発火し、惑星を星に変えます。
の最良の証拠に基づく分類スキーム惑星はそれらを岩だらけの、…海王星のような、木星のような、または恒星のようなものとして分類することです。惑星が約2地球質量に達するまでたどる「線」は、外挿を続けると、常にチャート上の他のすべての世界の下にとどまることに注意してください。
Chen and Kipping、2016年、
木星のように太陽に十分近い世界があった場合、その大気は剥ぎ取られ、確かにコアが明らかになります。今日の太陽系のどの惑星よりも密度が高くなっています。最も密度が高く、最も重い元素は、惑星の形成中に常にコアに沈み、重力によってそのコアが圧縮されて、そうでない場合よりもさらに密度が高くなります。しかし、私たちの裏庭にはそのような世界はありません。
代わりに、比較的重い岩石の地球型惑星があります。地球は、太陽系で最も重い世界で、大きなガスのエンベロープがありません。地球はそれ自身の重力の力であり、それほど質量がない場合の密度よりも数パーセント圧縮されています。この違いは、マーキュリーよりも全体的に軽い元素でできているという事実を克服するのに十分です（ 2〜5％）マーキュリー全体よりも約2％密度を高くします。
私たちの知る限り、最高の測定値で私たちが自由に使えると判断したのは…地球は太陽系の中で最も密度の高い惑星です。水星よりも約2％密度が高く、金星よりも約5％密度が高いのです。他の惑星、月、さらには小惑星さえも接近しません。
NASA
密度に関係する唯一の測定基準が、あなたが作った元素である場合、水星は間違いなく太陽系で最も密度の高い惑星になるでしょう。低密度の海や大気がなく、周期表上の他のどの物体よりも（平均して）重い元素でできていなければ、それはケーキを取ります。それでも、地球は太陽からほぼ3倍離れており、より軽い材料でできており、かなりの大気があり、2％高い密度で前方にきしみます。
説明？地球は十分な質量を持っているので、重力による自己圧縮が重要です。大きくて揮発性のガスのエンベロープにぶら下がる前に得ることができるのとほぼ同じくらい重要です。地球は私たちの太陽系の他の何よりもその限界に近く、その比較的密度の高い組成とその巨大な自己重力の組み合わせは、私たちが水星の18倍の大きさであるため、私たちを太陽系で最も密度の高い物体として位置づけていますシステム。