Ontstaan van een zonnestelsel
Voor breedbandgebruikers is een versie van dit artikel met animaties beschikbaar.
Ongeveer 4,6 miljard jaar geleden bewoog zich in de kern van ons melkwegstelsel een gaswolk op de plaats waar ons zonnestelsel is ontstaan. Deze wolk bestond voor 99% uit de gassen waterstof en helium alsook een klein gedeelte microfijne stofdeeltjes (presolaire mineralen), bestaande uit zwaardere elementen en moleculen als water, koolstofmonoxide, koolstofdioxide, overige koolwaterstoffen, ammoniak en siliciumverbindingen. Het waterstof en helium was al ontstaan tijdens de oerknal. De zwaardere elementen en verbindingen waren ontstaan in sterren en vrijgekomen bij hun explosies. De materiewolk trok zich als gevolg van de zwaartekracht samen en verdichtte zich. De aanzet hiertoe zou een relatief dichtbijzijnde supernovaexplosie kunnen zijn geweest, waarbij de drukgolven hiervan door de wolk gegaan zouden moeten zijn. Omdat de materie in de protoplanetaire stofwolk niet homogeen samengesteld is, krijgt men bij contractie een draaiimpuls, zodat de wolk in een draaiende beweging komt. De naar buiten trekkende middelpuntzoekende kracht die daarbij ontstaat, zorgt dat de protoplanetaire wolk zich samentrekt tot een protoplanetaire schijf.
Vrijwel alle materie in de protoplanetaire wolk trekt zich samen in het centrum en er ontstaat een protoster. Binnenin deze gasbol loopt de druk en temperatuur steeds verder op. Op gegeven moment is deze dusdanig hoog dat er een kernfusie-proces ontbrandt, waarbij de waterstof-kernen tot helium-kernen versmelten. De daarbij vrijkomende energie zorgt voor een stralingsdruk, welke de zwaartekracht tegenwerkt en het samentrekkingsproces een halt toe roept. Een nieuwe ster is geboren.
Rondom het zich samentrekkende centrum van de protoplanetaire wolk, dat steeds sneller gaat roteren, vormt zich een schijf waarin massaconcentraties optreden, die aanleiding geven tot de vorming van planetesimalen, de bouwstenen voor planeten. Deze kilometers grote objecten bestaan uit genoeg massa om door hun onderlinge zwaartekracht naar elkaar toe te bewegen en grotere objecten te vormen. De groei vindt niet gelijkmatig plaats. De zwaarste objecten oefenen de grootste aantrekkingskracht uit en zuigen daardoor materiaal uit de wijde omtrek aan, waarna ze nog sneller groeien. In ons zonnestelsel verstoorde de "protojupiter" met zijn zwaartekrachtveld andere planetiden en beïnvloedde hun ontwikkeling. Dit heeft voorkomen dat zich tussen Mars en Jupiter een planeet vormde, en in plaats daarvan ontstond de planetoïdengordel.
De afstand van de protoplaneten tot de jonge zon had een maatgevende invloed op het ontstaan van de planeten. In de nabijheid van de zon condenseerden de zwaardere elementen en verbindingen, terwijl de vluchtige gassen door de zonnewind weggeblazen werden. Hier ontstonden de binnenste planeten, Mercurius, Venus, de Aarde en Mars, voornamelijk bestaande uit vaste silicaatachtige oppervlakken. In de koudere buitenregionen konden de planeten in vorming ook de vluchtige gassen zoals waterstof, helium en methaan vasthouden. Hier ontstonden de gasreuzen Jupiter en Saturnus.
Over de vorming van de ijsreuzen Neptunus en Uranus moet nog informatie gevonden worden.
Uit een deel van de materie, dat niet door de planeten gevangen werd, vormden zich kleinere objecten, zoals kometen en planetoïden. Omdat deze hemellichamen sinds de jonge jaren van ons zonnestelsel vrijwel onveranderd zijn gebleven, kan het onderzoeken van deze objecten tot een beter inzicht leiden van het ontstaan van zonnestelsels. Het onderzoeken van meteorieten kan eveneens zeer waardevolle kennis opleveren. Dit zijn stukken van planetoïden die in het zwaartekrachtveld van de aarde terecht zijn gekomen.
