¿Qué causa las diferencias en las composiciones de los cuerpos planetarios?

La forma en que se forman los sistemas solares sigue siendo un área activa de investigación. Durante mucho tiempo se pensó que los planetas cercanos a la zona eran más densos porque cuando el Sol comenzó a fusionar hidrógeno, los vientos solares condujeron los elementos más ligeros hacia las partes externas del sistema solar. Esto fue desafiado cuando comenzamos a descubrir Júpiter como planetas (en muchos casos incluso más grandes que Júpiter) orbitando muy cerca de sus estrellas.

La lógica común parece decir que a medida que la nube de gas y polvo que se convertiría en nuestro sistema solar se derrumbaba, había tiempo suficiente para que se produjera alguna diferenciación, con elementos más densos que se acercaban al Sol, lo que permitía la creación de planetas rocosos cerca del Sol, con gigantes gaseosos en el sistema solar exterior. Pero, como se indicó anteriormente, esta sigue siendo un área activa de investigación y los resultados exactos de la formación de un sistema solar en una nube de gas y polvo probablemente variarán en gran medida dependiendo de la composición de la nube, su tamaño, proximidad a otros sistemas de formación , tasa de colapso y muchos otros factores.

Ahora, la pregunta original mencionó que Io y Europa tienen composiciones muy diferentes a pesar de que ambas orbitan a Júpiter. Este es un poco más fácil de explicar. Cuando se formaron por primera vez, Io y Europa probablemente tenían composiciones muy similares. Sin embargo, Io orbita más cerca de Júpiter de cualquiera de las lunas galileanas, y las fuerzas de marea de Júpiter y las otras lunas galileanas han hecho a Io extremadamente volcánicamente activo. Esto es importante, porque si hubiera agua alrededor, el calor de las erupciones habría podido convertirlo en vapor. Io es solo del tamaño de nuestra Luna, y de manera similar no puede retener gran parte de una atmósfera, por lo que el vapor de agua podría haber escapado fácilmente. Después de unos pocos miles de millones de años de esto, no debería sorprender que Io realmente no tenga agua, ya que Europa, al estar más lejos con un calentamiento de marea menos extremo, no era realmente volcánica y, por lo tanto, pudo mantener su agua. Nuevamente, dado que estábamos alrededor para observar esto, podría estar mal, pero tiene mucho sentido lógico.

Al final, solo después de una gran cantidad de simulaciones muy detalladas finalmente podremos tener una buena teoría de trabajo de la formación del sistema solar. Por ahora, podemos usar nuestras observaciones actuales y la comprensión de los procesos que observamos en varios cuerpos en nuestro sistema solar para sacar algunas conclusiones lógicas sobre cómo deben haberse formado sus cuerpos.

Es simplemente una cuestión de dónde se origina la órbita y el tamaño del cuerpo según la masa, la gravedad, la velocidad, etc., no la composición.