A sok évtizedes csillagászati könyvek a Naprendszer kialakulásával kapcsolatban még több lehetséges modellt mutatnak be. A hatvanas-hetvenes évektől azonban egyre szilárdabban állt, majd egyeduralkodó lett az az elképzelés, hogy a Naprendszer egy hatalmas por- és gázfelhőből jött létre. A gázfelhő egyre sűrűbb lett, fellépő forgása miatt a közepéhez közeli tartományok diszkosz alakot vettek fel. Úgy négy és fél milliárd évvel ezelőtt a felhő közepe olyan sűrűvé és forróvá vált, hogy belobbant benne központi csillagunk, a Nap.

Mindeközben a korong részecskéi, makromolekulái egymásnak ütköztek, s lassan egyre nagyobbá váltak. Elérték a centiméteres, majd a méteres méretet. Ezek a lassan kisbolygó méretűvé váló anyagdarabok egymással tovább ütközve hozták létre a bolygókat. Az elméletet számos bizonyíték, így pl. a bolygók öszszetétele tökéletesen alátámasztani látszott, ám kiderült, a hiba a részletekben rejlik.

Kiderült, a milliméteres, méteres nagyságú ősi aszteroidák kialakulásukkor még egy olyan ősi Naprendszerben keringtek, ahol a bolygóközi teret rengeteg gáz töltötte ki. A gáznak az egyre nagyobb felülettel rendelkező kisbolygókra gyakorolt nyomása azokat folyamatosan lassította. Ennek a lassításnak a hatására a legfeljebb néhány méteressé összeálló kisbolygók állandóan veszíthettek mozgási energiájukból, így végül spirális pályán az ősi Napba kellett volna csapódniuk. Viszont a Naprendszerben nyolc nagybolygót és persze több százezer kisbolygót ismerünk, tehát a Naprendszer kialakulásának modellje valahol hibás volt.

Az elmúlt néhány évtizedben számos csillagász szerette volna megoldani a problémát, ebben egyre több űrszondás adat segítette őket. A NEAR-Shoemaker amerikai űrszonda leszállt egy kisbolygóra, a Deep Impact pedig egy becsapódó egységet küldött egy üstökösre. Így valóban szinte minden szükséges adat a kutatók rendelkezésére állt. Ám így is 2007-ig, illetve 2008-ig kellett várni, míg a heidelbergi Max Planck Intézetben dolgozó Anders Johansen vezetésével felállt, valamint a NASA munkatársaként kutató Jeffrey Cuzzi vezette kutatócsoportok egymástól függetlenül, azonos, a megoldás felé mutató eredményre jutottak.

A kutatások korábban arra összpontosítottak, hogy hogyan tűnhetett el a gáz a kisbolygók méretének egy-két méteresre növekedése előtt a Naprendszerből anynyira, hogy annak fékező hatása már ne legyen számottevő. A két csoport azonban ezt a vizsgálati irányt elvetette, s szimulációkat végzett arra nézve, mi történik a kis égitestekkel akkor, ha a gázfelhőben valamilyen turbulencia lép fel. Ez annál is inkább érthető kiindulási pont, mivel a korai Naprendszerben a kialakuló Napot körülvevő térben számos hasonló turbulencia, sűrűséghullám terjedhetett tova.

A szakemberek kimutatták, hogy már néhány turbulencia hatására a kisméretű égitestek egy helyre, legalábbis egymáshoz közel kerülhetnek, kisebb csoportokat alkotva, ezt úgy képzelhetjük el, mintha az anyaghullámok egy helyre löknék vagy gyűjtenék az igen apró, milliméterestől méteres átmérőig terjedő testeket. Ez a közelség viszont a szimulációk szerint már elegendő lehet ahhoz, hogy a kisméretű alkotókat saját gravitációjuk vigye közelebb egymáshoz, hogy végül egy nagyobb, akár több kilométer átmérőjű égitestet hozzanak létre. A számítások szerint ez a folyamat igen gyorsan, évmilliók alatt végbemehetett.

A fenti eredmények publikálását követően a csillagászok bizonyítékokat kezdtek gyűjteni. Nem volt könnyű, hiszen a mai Naprendszerben kell megtalálni a kialakuláskori Naprendszer idejéről hátramaradt nyomokat. Olyan ez, mintha egy embert vizsgálva vonnánk le következtetéseket az embrióra nézve. Persze ha az egyik tudományban ez lehetséges, a másikban miért ne volna az?

Alessandro Morbidelli francia csillagász és csoportja a kisbolygók fejlődését vizsgálta. A Naprendszerben ugyanis többek között a kisbolygók őrizték meg leginkább ősi állapotukat. Ugyanakkor a kutatóknak figyelembe kellett venniük, hogy a kisbolygók, bár összetételükben valóban nem sokat, méreteikben annál többet változtak az elmúlt évmilliárdok alatt. Ha túl nagy sebességgel csapódtak egymásnak, akkor széttöredeztek apróbb darabokra, melyek aztán további kisbolygóknak csapódhattak. Ha viszont a sebesség megfelelő volt, nagyobb kisbolygókká álltak össze. Ez a folyamat pl. a Mars és a Jupiter közötti Fő Kisbolygóövben ma is tart.

Morbidelliék arra a következtetésre jutottak, hogy ha néhány száz méteres, esetleg néhány kilométeres kisbolygók adják a kiindulási alapot, akkor azok az ütközéseik következtében jóval kevesebb nagyobb és sokkal több kisebb aszteroidát eredményeznek annál, mint ami a mai Naprendszerre igaz. Viszont amikor a kezdeti mérethatárt megnövelték 100 és 1000 km közöttire, kiderült, hogy azok már valóban jó eredményre vezetnek, hiszen egyrészt a kisbolygók mai méreteloszlásával jó egyezést mutatnak, másrészt akár jóval nagyobb tömegű bolygók is keletkezhetnek.

Mindez óriási előrelépést jelenthet a Naprendszer történetének rekonstruálása terén, hiszen míg korábban úgy gondolták, hogy a bolygók kialakulásához sok százmillió évre volt szükség, addig az új elmélet szerint erre viszonylag hamar sor kerülhetett: a kisméretű bolygócsírák számára a Naprendszerben található gázfelhőben terjedő turbulencia játszhatott katalizátor szerepet ahhoz, hogy a nagyobb bolygók létrejöhessenek.

Az új modellt ugyanakkor még számos módszerrel kell ellenőrizni, míg teljesen elfogadottá nem válik.

Bolygóképződés