Номер 3, страница 283 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 6. Вселенная. Параграф 71. Солнечная система — комплекс тел, имеющих общее происхождение - номер 3, страница 283.

Условие.

3. Почему планеты земной группы образовались ближе к Солнцу, чем планеты-гиганты?

Решение.

Формирование планет земной группы и планет-гигантов на разных расстояниях от Солнца объясняется температурным градиентом, существовавшим в протопланетном диске, из которого образовалась Солнечная система. Этот диск, состоявший из газа и пыли, был очень горячим в центре, у молодого Солнца, и постепенно остывал по мере удаления от него.

Ключевую роль в этом процессе играет так называемая снеговая линия (или линия инея). Это условная граница в протопланетном диске, за которой температура опускается достаточно низко, чтобы летучие соединения, такие как вода ($H_2O$), аммиак ($NH_3$) и метан ($CH_4$), могли конденсироваться и замерзать, превращаясь в твёрдые частицы льда.

1. Формирование планет внутри снеговой линии:
В области близко к Солнцу, внутри снеговой линии, температура была слишком высокой. Поэтому в твёрдом состоянии здесь могли существовать только тугоплавкие вещества: металлы (железо, никель) и силикаты (каменистые породы). Эти вещества составляли очень малую долю (менее 1%) от общей массы протопланетного диска. Планеты, формировавшиеся здесь (Меркурий, Венера, Земля, Марс), росли путём аккреции — постепенного слипания этих твёрдых частиц. Из-за недостатка "строительного материала" они получились относительно небольшими, плотными и каменистыми. Их гравитации было недостаточно, чтобы захватить и удержать значительные объёмы лёгких газов (водорода и гелия), которые к тому же активно "сдувались" из внутренней части системы мощным солнечным ветром молодого Солнца.

2. Формирование планет за снеговой линией:
За снеговой линией температура была достаточно низкой для того, чтобы вода и другие летучие соединения превратились в лёд. Это привело к тому, что твёрдого материала для образования планет здесь было в десятки раз больше, чем во внутренней части системы. К металлам и силикатам добавились огромные массы льда. Благодаря этому изобилию материала зародыши планет в этой области смогли очень быстро вырасти и набрать большую массу (примерно в 10 раз массивнее Земли). Достигнув такой критической массы, их мощное гравитационное поле позволило им начать активно притягивать и захватывать огромные объёмы окружающего газа, в первую очередь самых распространённых элементов во Вселенной — водорода и гелия. Так сформировались массивные газовые гиганты (Юпитер, Сатурн) и ледяные гиганты (Уран, Нептун).

Ответ: Планеты земной группы образовались ближе к Солнцу, потому что в этой горячей области протопланетного диска в твёрдом состоянии могли существовать только тугоплавкие металлы и силикаты, которых было мало. Дальше от Солнца, за "снеговой линией", было достаточно холодно для замерзания летучих соединений (воды, аммиака), что обеспечило гораздо больше твёрдого "строительного материала". Это позволило сформироваться массивным планетарным ядрам, которые затем притянули к себе огромные объёмы газа и превратились в планеты-гиганты.