เมฆของฝุ่นที่อยู่ล้อมรอบดาวฤกษ์เกิดใหม่
Credit: Hubble Space Telescopeมีแนวคิดว่าระบบสุริยะก่อตัวจากกลุ่มเมฆของฝุ่นและแก๊สขนาดใหญ่ที่ยุบตัวลงเนื่องจากความโน้มถ่วง ในช่วงประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อน กลุ่มเมฆดังกล่าวอาจมีความกว้างไม่กี่ปีแสง และก่อให้เกิดดาวฤกษ์กลุ่มเล็กๆ รวมถึงดวงอาทิตย์ของเราด้วย
หลังจากที่ดาวดวงใหม่ๆก่อตัวแล้ว จะมีเมฆฝุ่นแก๊สหลงเหลืออยู่ในรูปของจานที่หมุนวนไปรอบดาวเกิดใหม่ เรียกจานฝุ่นแก๊สนี้ว่า “จานฝุ่นแก๊สรวมมวล” (Protoplanetary disk) ในภาพถ่ายทางขวานี้ แสดงจานฝุ่นที่อยู่โดยรอบดาวเกิดใหม่ในเนบิวลานายพราน (Orion Nebula) และวัสดุต่างๆภายในจานฝุ่นแก๊สนี้ จะก่อตัวเป็นระบบดาวเคราะห์โดยรอบดาวฤกษ์ ในช่วงอีกไม่กี่ล้านปีถัดมา
คาดกันว่าดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นจากกระบวนการที่เรียกว่า “การพอกพูนมวล” (Accretion) โดยการที่เม็ดฝุ่นต่างๆที่โคจรอยู่รอบดวงอาทิตย์ เริ่มชนเข้ากับอนุภาคฝุ่นเม็ดอื่นๆ แล้วยึดเกาะกันเป็นกลุ่มก้อน ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางราว 1-10 เมตร จากนั้น ก้อนเหล่านี้ก็ชนกันเองจนกลายเป็นวัตถุที่มีขนาดใหญ่ขึน เรียกว่า Planetesimal ซึ่งมีขนาดประมาณ 5 กิโลเมตร และค่อยๆเพิ่มขนาดขึ้นด้วยการพุ่งชนกับวัตถุขนาดเล็กอื่นๆ โดยมีขนาดเพิ่มขึ้นในอัตราประมาณ 15 เซนติเมตร/ปี อย่างต่อเนื่องมานับหลายล้านปีถัดมา
ระบบสุริยะชั้นในช่วงนั้นร้อนเกินไปสำหรับสารมวลเบา อย่างเช่น น้ำ แก๊สไฮโดรเจนหรือฮีเลียม ที่จะคงอยู่ในบริเวณนั้นได้ ดังนั้น planetesimal ที่ก่อตัวในบริเวณระบบสุริยะชั้นในจึงมีขนาดค่อนข้างเล็ก และประกอบด้วยสารมวลหนักอย่าง หินและเหล็ก วัตถุหินขนาดเล็กเหล่านี้จะวิวัฒนาการต่อกลายเป็นดาวเคราะห์หิน (ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก และดาวอังคาร) ในที่สุด
ภาพวาดจินตนาการแสดงจานฝุ่นแก๊สรวมมวล ในระบบดาวฤกษ์ที่กำลังก่อตัวขึ้นมาใหม่
Credit: Bill Hartmannไกลออกไปในบริเวณระบบสุริยะชั้นนอกที่หนาวเย็นกว่า แก๊สอย่างไฮโดรเจนกับฮีเลียมสามารถคงอยู่ได้ จึงไม่แปลกที่ดาวเคราะห์ยักษ์ในระบบสุริยะชั้นนอก (ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน) จะมีองค์ประกอบหลักเป็นแก๊ส
นักดาราศาสตร์จำนวนมากคิดว่า “แถบดาวเคราะห์น้อย” (Asteroid belt) ซึ่งอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี เป็นเศษซากที่หลงเหลือจากจานฝุ่นแก๊สรวมมวลรอบดวงอาทิตย์ ที่วัตถุส่วนหนึ่งไม่สามารถรวมกันก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ได้ เนื่องจากได้รับอิทธิพลรบกวนอย่างมากจากความโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดี