Câu hỏi này có thể được chia thành hai; cho các hành tinh và vệ tinh.
Sự đa dạng của các hành tinh phản ánh một phần sự đa dạng về thành phần hóa học của đĩa hình thành hành tinh. Chúng ta biết rằng bức xạ UV từ mặt trời có thể phân tách các phân tử phức tạp hoặc thậm chí là những phân tử rất đơn giản; ví dụ, khi tia UV phân tách các phân tử nước, kết quả là các nguyên tử hydro và oxigen tự do. Vì hydro rất nhẹ nên chúng có thể được vận chuyển dễ dàng trên dòng gió sao. Vì vậy, nước, để theo ví dụ đó, nếu gần mặt trời cuối cùng có thể bị phân tách và cạn kiệt từ khu vực của đĩa, nhưng bên trên cái gọi là "đường tuyết"Bức xạ UV từ Mặt trời yếu đến mức điều này không thể xảy ra thường xuyên và do đó các phân tử nước (rất nặng so với các nguyên tử hydro đơn lẻ), vẫn ở đó. Điều đó chỉ giải thích sự phân đôi giữa các hành tinh bên trong và bên ngoài về hàm lượng nước, và thậm chí sau đó, một số quá trình (như vụ bắn phá nặng nề muộn ) có thể thêm một ít nước vào bên trong (như đã xảy ra trên Trái đất). Nhưng lý do này không chỉ đối với nước, carbon dioxide, ammonia, methane và hundreths của các phân tử khác nhau có "đường băng giá" riêng. Gần mặt trời hơn, carbon không thể là metan là một loại khí dễ bay hơi nhanh chóng bị đẩy ra ngoài, nhưng ở một phần mười lượng khí mêtan có thể tồn tại trong điều kiện ổn định và thậm chí có thể ngưng tụ thành các giọt chất lỏng.
Tất cả những điều này chỉ để nói rằng đĩa tiền điện tử KHÔNG đồng nhất về thành phần hóa học, và không phải là homogenoeus về mật độ hoặc áp lực. Độ dốc hóa học và hóa học trên tinh vân đảm bảo một số tính đa dạng và phức tạp cho toàn bộ hệ thống hành tinh.
Ở đây bạn có một sơ đồ beutifull cho thấy các hợp chất hóa học khác nhau có thể ngưng tụ ở nhiệt độ và áp suất khác nhau trên đĩa hình thành hành tinh.
Ngoài ra, sự hoạt động của các hành tinh có năng lượng gần với Mặt trời hơn (có nghĩa là sự phá vỡ có thể xảy ra thường xuyên hơn và rất khó để một hành tinh phát triển lớn), trong khi ở các khu vực bên ngoài các hành tinh có thể tăng khối lượng đều đặn vì các va chạm với các hành tinh khác được thực hiện tại tốc độ tương đối thấp hơn (do hai quỹ đạo tương tự có sự khác biệt về thời gian trở nên lớn hơn khi bạn đến gần Mặt trời hơn và do đó vận tốc tương đối lớn hơn). Điều này kết hợp với các tương tác hấp dẫn của các protoplanet và đĩa đầu (xem di chuyển hành tinh và mô hình đẹpvv ...) cho phép tốc độ bồi tụ khác nhau và sự bồi tụ các vật liệu có thành phần khác nhau của những gì được tìm thấy ở nơi hình thành ban đầu của một hành tinh cụ thể. Điều này cũng giúp giữ sự đa dạng trên các khối hành tinh.
Sự đa dạng về khối lượng hành tinh là điểm khởi đầu cho một biến thể lớn hơn khi các hành tinh tiến hóa theo thời gian và phân kỳ khỏi các điều kiện ban đầu của chúng. Một hành tinh nhỏ đá (Sao Thủy) có thể có ít nhiệt bị mắc kẹt bên trong hơn một hành tinh lớn hơn (Trái đất), do năng lượng nhỏ hơn được giải phóng bởi tốc độ bồi tụ nhỏ hơn. Do đó, nó có thể bị lạnh nhanh chóng và từ trường do nội thất tan chảy không thể xảy ra. Sự vắng mặt của từ quyển cho phép các hạt tích điện gió mặt trời làm xói mòn bầu khí quyển của bạn bằng cách phun ra. Thay vào đó trên một hành tinh như Trái đất, khối lượng lớn hơn đã dẫn đến một phần bên trong bị tan chảy, từ đó tạo ra một từ trường tồn tại hàng tỷ năm, trên Sao Hỏa nó tồn tại một thời gian nhưng bây giờ gần như biến mất nên bầu khí quyển cũng gần như bị phá hủy. Trên trái đất, áp lực của một bầu khí quyển dẫn đến tất cả các loại xói mòn hóa học và hiện tượng. Ngoài ra, bên trong tan chảy cùng với các đặc điểm về thành phần hóa học và độ dày của lớp vỏ cho phép tạo ra một cơ chế gọi là kiến tạo mảng. Kiến tạo không thể xảy ra trên Sao Kim vì lớp vỏ không dày (do thành phần khác nhau) và do đó nó không phá vỡ các mảng mà chỉ biến dạng và gấp trong một hành vi phức tạp duy nhất của Sao Kim.
Ngoài ra va chạm với hành tinh có thể thay đổi sự tiến hóa trong tương lai của các hành tinh tương tự. Sao Kim có lẽ rất giống với Trái đất (khối lượng tương tự, thành phần rất giống nhau và nhiệt độ không giống nhau như mọi người nghĩ) nhưng đường đi của chúng chuyển hướng hoàn toàn khi kiến tạo trên Trái đất tái tạo thạch quyển và trên tĩnh mạch carbon dioxide bị kẹt lại nhiều hơn trong hiệu ứng nhà kính, và bởi vì Trái đất đã va chạm với một hành tinh khác có Mặt trăng của chúng ta, whic là chất ổn định cơ học trong khi va chạm ngẫu nhiên với venus (với các thông số tác động khác nhau) dẫn đến một vòng quay cực kỳ chậm và ngày dài (nhưng không có mặt trăng). Ngày dài hơn có nghĩa là cách nhiệt khác nhau, và điều đó thay đổi mạnh mẽ khí hậu của một hành tinh. Vào những ngày trên sao Hỏa tương tự như Trái đất nhưng vì nó nhỏ hơn và bầu khí quyển đã biến mất rất nhiều thứ rất giống với Trái đất. Cũng thế,
Để xem sự tiến hóa của hai vật thể hành tinh khác nhau như thế nào chỉ bằng cách làm cho chúng có khối lượng khác nhau, hãy nhìn vào Mặt trăng của chúng ta. Nó có cùng thành phần hóa học (thực tế nó là một mảnh từ Trái đất), về cơ bản nó ở cùng khoảng cách với Mặt trời, nó sống trong cùng một môi trường liên hành tinh (cùng bức xạ mặt trời, gió mặt trời, tốc độ va chạm, v.v. .), và nó vẫn hoàn toàn khác nhau. Tất cả là do khối lượng! Mặt trăng không thể giữ được bầu khí quyển lớn như Trái đất vì nó có lực hấp dẫn ít hơn. Nhiệt độ tương tự đối với bầu khí quyển của chúng ta có nghĩa là các hạt đạt được vận tốc thoát dễ dàng và bắt đầu thoát ra khỏi trọng lực. Không có bầu khí quyển, không phải sức nóng bên trong, mặt trăng thiếu gần như bất kỳ loại xói mòn nào trong hàng tỷ năm tiến hóa. Các quá trình xói mòn trên Trái đất đã làm cho sự đa dạng của các thành tạo địa chất bùng nổ so với các quá trình được tìm thấy trên Mặt trăng. Thậm chí sau đó mặt trăng có những đặc thù và tính năng động riêng của nó.
Bây giờ chúng ta đang tiến gần hơn đến câu hỏi của các vệ tinh. Thực tế chúng trông gần giống nhau, vì chúng được hình thành từ vật liệu rất giống nhau trong điều kiện cực kỳ giống nhau. Và thực sự chúng tôi tin rằng các mặt trăng ban đầu rất giống nhau (ví dụ: 4 mặt trăng của thiên hà). Nhưng Io phải gần với Sao Mộc và các mặt trăng khác tương tác với nó theo cách mà các quá trình địa chất hoàn toàn khác nhau. Nước và chất bay hơi bay hơi nhanh chóng khi nó nóng lên bởi lực thủy triều từ Sao Mộc. Các lực thủy triều này không mạnh bằng Europa vì nó ở xa hơn, do đó nó chỉ làm tan chảy một phần của lớp vỏ băng giá, một chất tương tự băng của kiến tạo mảng tạo ra một loạt các thành tạo đa dạng. Vệ tinh phát triển. Enceladus bắn máy bay phản lực vì tương tác thủy triều và cộng hưởng quỹ đạo với các mặt trăng khác. Một số mặt trăng như Japeto có bề mặt màu kép do vật liệu được phun ra bởi enceladus hạ cánh trên một trong các mặt của nó. Một số mặt trăng như Triton không liên quan gì đến cái kia vì chúng hình thành ở một khu vực khác của Hệ mặt trời và sau đó bị mắc kẹt bởi lực hấp dẫn của một hành tinh (trong trường hợp này là sao Hải Vương).
Như tôi đã đề cập trước. Khí quyển (mật độ, thành phần và áp suất) phần lớn phụ thuộc vào khối lượng của hành tinh hoặc mặt trăng. Nhìn vào biểu đồ này:
Nó cho thấy vận tốc của các phân tử khí liên quan đến nhiệt độ của khí. Đối với nhiệt độ lớn hơn, các phân tử khí di chuyển nhanh hơn. Trong một hành tinh có khối lượng thấp, tốc độ thoát thấp hơn một hành tinh có khối lượng lớn hơn. Do đó, một hành tinh gần mặt trời hơn (ở nhiệt độ cao hơn) cần phải có kích thước lớn hơn nếu muốn bảo tồn các phân tử khí tương tự trong bầu khí quyển của nó như một hành tinh ở xa hơn (lạnh hơn). Bạn có thể thấy tại sao bầu khí quyển của Trái đất có thể giữ và giữ nước, oxigen, carbon dioxide, amoniac, nitơ metan và các loại khí khác trong khi nó không thể bẫy hydro và heli (vì chúng nhẹ hơn và do đó cùng nhiệt độ chúng có thể di chuyển nhanh như cần thiết để thoát khỏi Trái đất). Trong khi đó, Mặt trăng, có cùng sức nóng đến từ Mặt trời như Trái đất, vì nó ít lớn hơn nên nó không thể giữ lại hầu hết các loại khí (meybe một chút Xenon). Titan, là một mặt trăng khổng lồ, do đó nó có thể giữ lại nhiều phân tử gaseus như Nitơ và Oxy (những thứ này tạo ra áp suất đủ cao để giữ lại các chất bay hơi như metan ở dạng lỏng trên bề mặt). Nhưng tại sao Ganymede không có bầu không khí giống như Titan nếu về cơ bản chúng có cùng kích thước? Vì Ganymede ở gần Mặt trời hơn, nhiệt độ lớn hơn có nghĩa là các phân tử di chuyển nhanh hơn và do đó chúng dễ dàng thoát khỏi sự hấp dẫn của nó.
Như bạn có thể thấy các quá trình phức tạp của khí quyển của mặt trăng hoặc hành tinh thay đổi mọi thứ (xói mòn, quá trình tái chế, ăn mòn hóa học, v.v.) và đến lượt sự đa dạng trong khí quyển đến từ sự đa dạng của khối lượng và khoảng cách với Mặt trời.
Tôi nghĩ rằng Hệ mặt trời là một hệ thống hỗn loạn, về mặt địa lý, địa chất, hóa học, v.v ... Hỗn loạn có nghĩa là đối với một sự khác biệt nhỏ trong điều kiện ban đầu, hệ thống sẽ phát triển theo các trạng thái khác nhau theo cấp số nhân. Các hành tinh và mặt trăng có thể đã bắt đầu như những vật thể tương tự nhưng lịch sử và động lực hỗn loạn của hệ thống đã phát triển thành những môi trường hoàn toàn khác nhau. Không chỉ vậy, sự thật là các hành tinh không bắt đầu bằng nhau mà rất khác so với sự cầu xin, vì vậy, sao Kim sẽ trở thành một Titan, hay một Io để trở thành Trái đất.
Ngoài ra có những quy trình và điều kiện đặc biệt phù hợp cho sự phân kỳ. Ví dụ: Trái đất rất năng động trong khi Sao Hỏa, Sao Kim, Sao Thủy, Mặt Trăng và những người khác thì hoàn toàn không. Tại sao? bởi vì trên trái đất nước có thể tồn tại ở 3 trạng thái vật chất khác nhau. Chúng ta có thể tìm thấy nước lỏng, hơi nước và nước đá ở các vùng và mùa khác nhau. Và đó là vì Trái đất ở nhiệt độ trung bình và bầu khí quyển có áp suất phù hợp để cho phép điều này. Các điều kiện của Trái đất rất gần với điểm ba của nước (nơi cả ba trạng thái cùng tồn tại của vật chất), đó là lý do tại sao chúng ta có một vòng tuần hoàn nước trên Trái đất, với những dòng sông và sông băng làm xói mòn cảnh quan và những đám mây điều hòa khí hậu.
Sao Hỏa, Sao Kim, Sao Thủy, tất cả đều có nhiệt độ và áp lực là điều không thể xảy ra, không chỉ trên nước mà trên nhiều hợp chất có mặt ở đó. Bạn biết nơi này có thể xảy ra? Trên Sao Diêm Vương! Điều này rất đáng ngạc nhiên, Sao Diêm Vương cho thấy một loạt các địa hình và đặc điểm địa chất làm nổi bật mọi sự mong đợi. Bây giờ chúng ta biết điều này là do Sao Diêm Vương cực kỳ năng động (như Trái đất) và rất nhiều quá trình xói mòn và hóa học địa lý có thể xảy ra, nhưng điều này không phải vì nước (vì sao Diêm Vương có áp suất thấp và nhiệt độ thấp), mà là do Nitơ và Neon! Cả hai eletet đều có ba điểm bên trong phạm vi điều kiện của Sao Diêm Vương và do đó, các dòng sông neon, sông băng Nitơ và các mối nguy hiểm được mong đợi trên hành tinh lùn này.
Nó thực sự là một câu hỏi thú vị. Làm thế nào đáng kinh ngạc là các quy luật tự nhiên cho phép rất đa dạng ngay cả giữa anh em. Tôi tự hỏi làm thế nào một hành tinh xung quanh bất kỳ ngôi sao nào khác có thể là như thế nào, các giáo đường đơn giản của chúng ta về các sao Mộc nóng, siêu nhỏ, siêu sân thượng, v.v ... rất nguyên thủy và hạn chế. Điều kỳ diệu đang chờ đợi chúng ta trong vũ trụ phức tạp và đa dạng này nằm ngoài tầm hiểu biết của chúng ta.