¿El nacimiento de los planetas gigantes gaseosos?

Como dice @RobJeffries, esta información se encuentra principalmente en el artículo relevante de wikipedia .

La respuesta es realmente en dos partes:

En primer lugar, no tienen superficies sólidas porque los elementos de los que están hechos no tienen formas sólidas a las temperaturas y presiones que surgen dentro de los planetas. En particular, Júpiter y Saturno están hechos principalmente de hidrógeno y helio, que solo se solidifican a temperaturas bastante bajas y los planetas todavía están calientes debido al calor creado por su formación, el calor del Sol y algo de calor liberado por procesos internos.

Esto, por supuesto, plantea la pregunta de por qué esos dos planetas están hechos principalmente de hidrógeno y helio, cuando los demás no lo están. Debo comenzar con la advertencia de que muchos aspectos de esto todavía son áreas de investigación activa y debate entre los científicos, y no podrían considerarse resueltos o universalmente aceptados. A medida que se recopilan más pruebas y se refinan los modelos informáticos (utilizados para hacer predicciones verificables a partir de teorías subyacentes), las opiniones sobre esto pueden cambiar.

Entonces, el sistema solar comenzó como una nube de gas y polvo. Si bien era principalmente hidrógeno y helio (todavía existiendo desde el Big Bang), tenía cantidades significativas de otros elementos presentes en él que se habían producido en generaciones anteriores de estrellas. Alguna concentración fortuita de masa, o choque externo (por ejemplo, de una supernova) hizo que comenzara a colapsar y, bajo la influencia de su propia gravedad, la dinámica de fluidos y la conservación del momento angular, una gran parte formó una bola (llamada una protoestrella) en el centro que fue calentado por el propio proceso de colapso. Alrededor de eso, el gas y el polvo formaron un disco plano (orientado según el momento angular neto original del grupo). Dentro de ese disco, se formaron diminutos granos de materia sólida. Lejos de la protoestrella, esos granos estaban hechos en su mayoría de compuestos de elementos relativamente ligeros (carbono, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno) que colectivamente llamamos "hielo". Más cerca de la protoestrella, su calor impidió que los hielos se solidificaran, pero aún permitió granos de hierro, materiales similares a rocas, etc.

Cuando estos granos chocaron, se pegaron y formaron grumos cada vez más grandes. En el sistema exterior eran trozos de hielo, muy parecidos a los cometas, en el sistema interior, algo más como trozos de roca (como algunos asteroides). Luego, estos comenzaron a mantenerse unidos y a atraer más material por su propia gravedad y, finalmente, se convirtieron en planetas. En algún momento durante este proceso, la fusión comenzó en el Sol y eliminó la mayor parte del gas y el polvo restantes. Después de eso, los planetas crecieron por colisiones.

Entonces, en el sistema interno, tienes planetas rocosos como Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Un poco más lejos tienes planetas helados como Urano, Neptuno y Plutón. Un par de esos planetas helados se hicieron lo suficientemente grandes y rápidos para atraer una gran cantidad de gas hidrógeno y helio antes de que el Sol se iluminara. Ellos son Júpiter y Saturno.