כשמדברים על החשיבות של אסטרואידים ושביטים, נוטים להדגיש את הסכנה שבהתנגשויות שלהם בכדור הארץ, שקורות מדי פעם. נכון שפגיעות הרסניות שינו לא פעם את מהלך ההתפתחות של החיים על כדור הארץ. אבל ייתכן שבעתיד האסטרואידים יהיו גם חלק מהפתרון לכמה מהבעיות הסביבתיות של כדור הארץ, למשל כמקור לחומרי גלם (ראו 8.24). מכל מקום, הגופים הבין-פלנטריים הם מהעדויות הטובות ביותר שיש לנו על ההיסטוריה הקדומה של מערכת השמש ועל היווצרותה.
ארבע הקבוצות העיקריות של גופים בין-פלנטריים הן ענן אורט, חגורת קויפר, חגורת האסטרואידים הראשית והאסטרואידים הטרויאנים (אסטרואידים שחולקים את מסלולו של צדק, ונעים לפניו ואחריו). ענן אורט מורכב מגופים קפואים שהפלנטות הענקיות העיפו בעבר ממסלוליהם המקוריים אל שולי מערכת השמש. מדי פעם גוף קפוא מענן אורט או מחגורת קויפר מוסט ממסלולו אל מערכת השמש הפנימית, והופך לשביט. האבק שהשביטים משאירים לאורך מסלולם יוצר מטאורים וממטרי מטאורים. גם שברים של סלע ומתכת מחגורת האסטרואידים מוסטים לפעמים לעבר הפלנטות הארציות, ויוצרים מטאוריטים ומכתשי פגיעה.
מטאוריטים הם בעלי ערך רב, משום שהם דגימות מתוך גופי אם קדומים מסוגים שונים. הם מראים שאסטרואידים רבים – לפחות רבים מאלה שקוטרם יותר מכמה מאות קילומטרים – נמסו זמן קצר אחרי שנוצרו, ועברו דיפרנציאציה: נוצרו בהם ליבה של ברזל ומעטפת של סלע. אסטרואידים אחרים, כנראה, מעולם לא התחממו מאוד, ולכן שמרו על ההרכב המקורי שלהם. המינרלים המכילים מים, שנמצאו בחלק מהם, מעידים גם הם שמעולם לא היו חשופים לטמפרטורות גבוהות. משימות שהביאו לכדור הארץ דגימות מאסטרואידים קדומים – הגשושית היפנית הייבוסה 2, שביקרה באסטרואיד ריוגו והנחיתה את הדגימות על כדור הארץ ב-2020, והגשושית אוסיריס-רקס של נאס"א, שביקרה באסטרואיד בנו והנחיתה את הדגימות ב-2023 – סיפקו חומר בתולי, שמסייע לבחון את התאוריות על היווצרות מערכת השמש.
באדיבות NASA ו-ESA
הגופים הקטנים של מערכת השמש – שביטים, אסטרואידים, מטאורואידים ומטאוריטים – התחילו כולם כפלנטסימלים: גופים שנוצרו במערכת השמש לפני 4.6 מיליארד שנה, לפני הפלנטות. זה קרה בפרק זמן קצר יחסית: רוב הפלנטסימלים נוצרו כבר בכמה מיליוני השנים הראשונות. כל הגופים הבין-פלנטריים יחד הם רק חלק קטן ממסת מערכת השמש, אבל הם חשובים משום שהם מספקים רמזים להיסטוריה שלה ולהיווצרותה. לדוגמה, מטאוריטים מסוגים רבים ושונים הם כולם בני אותו גיל, כ-4.6 מיליארד שנה, וגם כדור הארץ והירח נוצרו זמן קצר אחר כך, לפני כ-4.5 מיליארד שנה. זו אחת העובדות התצפיתיות החשובות ביותר באסטרונומיה של מערכת השמש: היא מגלה שמערכת השמש עצמה נוצרה לפני כ-4.6 מיליארד שנה.
באדיבות NASA ו-ESA
לפני כ-4.6 מיליארד שנה נוצרה השמש בתוך ענן בין-כוכבי שהתכווץ. הענן היה עשוי בעיקר מגז מימן והליום, ועוד אחוזים ספורים של יסודות כבדים יותר. השמש נוצרה במרכז הענן, וקלטה יותר מ-99% מהגז. כשהחלקים החיצוניים של הענן התקררו, התעבו מהיסודות הכבדים גרגרים מוצקים של מינרלים שונים ושל קרח, והם הצטברו לגופים קטנים שנקראים פלנטסימלים. הפלנטסימלים התנגשו זה בזה, אינספור גופים קטנים התלכדו לגופים גדולים מעטים, ולבסוף הם הפכו לפלנטות. כל זה קרה בפרק זמן קצר יחסית: הפלנטות הענקיות נוצרו בתוך כמה מיליוני שנים, כל עוד היה גז בערפילית, והפלנטות הארציות השלימו את גדילתן בתוך כמה עשרות מיליוני שנים.
רעיונות פיזיקליים פשוטים מתארים את ההתפתחות המוקדמת של מערכת השמש. בקריסה הכבידתית שלה, ערפילית השמש הצטמקה מאוד, והאנרגיה הפוטנציאלית הכבידתית שלה הפכה לאנרגיית החום של השמש שזה עתה נוצרה. שימור התנע הזוויתי הכתיב את המעבר מענן גז גדול שהסתובב לאט לדיסקה קטנה וצפופה של גז שהסתובבה מהר. מערכות הירחים של הפלנטות הענקיות נוצרו בתהליך דומה, בקנה מידה קטן יותר. ירחים אחדים נוספו כשהפלנטות לכדו גופים בין-פלנטריים, והירחים של כדור הארץ ושל פלוטו נוצרו כנראה בהתנגשויות ענק. מאחר שאף אחד מהתהליכים האלה אינו דורש תנאים מיוחדים, סביר שהם פעלו גם סביב כוכבים רבים אחרים. ואכן, אסטרונומים גילו כבר יותר מ-6,000 פלנטות סביב כוכבים אחרים – עדות לכך שהתהליכים שיצרו את מערכת השמש שלנו אינם ייחודיים.
→ הסעיף הקודם: 9.13 מוצאם של הירחים | הסעיף הבא: 9.15 התפתחות הדרגתית וכמה קטסטרופות ←