¿Por qué el Sol está compuesto principalmente de elementos ligeros como el hidrógeno y el helio, mientras que la Tierra contiene elementos más pesados ​​como el carbono? ¿Cómo se relaciona este hecho con el origen del sistema solar?

El Sol también tiene una gran cantidad de elementos pesados ​​(por supuesto, mucho más que la Tierra), es solo que están enterrados profundamente en su núcleo, y aunque el Sol también fusionó grandes cantidades de elementos más ligeros, principalmente hidrógeno y helio, la Tierra no .

Creemos que todos se formaron (más o menos) la misma nube de gas y polvo, que contiene todo tipo de elementos formados por generaciones anteriores de estrellas. La síntesis de elementos no es tan sencilla como que simplemente haya elementos más ligeros y menos pesados ​​en una proporción directamente lineal. Los procesos que rigen la síntesis nuclear son tales que algunos elementos más pesados ​​pueden formarse más abundantemente que algunos más ligeros, un ejemplo es que el carbono es el cuarto elemento más común en el universo (después del hidrógeno, helio y oxígeno) pero no el cuarto más ligero (y oxígeno siendo más abundante que el carbono más ligero).

Cuando una nube de gas y polvo comienza a fusionarse gravitacionalmente, también la distribución térmica juega un papel importante, porque en las regiones internas donde la energía cinética y térmica es más alta, eso hará que cierto elemento sea gas o líquido allí, mientras que en las regiones externas el mismo Los elementos serán líquidos o sólidos.

Finalmente está el problema de la velocidad orbital. Los planetas (y los asteroides) están orbitando su estrella porque tienen una velocidad muy precisa. Lo que se movió más lentamente ya cayó hacia la estrella, y lo que se movió demasiado rápido escapó al espacio exterior. Las velocidades y distancias orbitales de los planetas pueden parecer un poco misteriosas, pero no lo son tanto. Originalmente había cosas y grupos que se movían por todas partes en una gran variedad de distancias, direcciones y velocidades. Es solo que todo lo que no tenía la velocidad orbital correcta desapareció hace mucho tiempo del sistema, y ​​lo que queda son solo los bits que tuvieron la velocidad correcta sin caer ni escapar (ni interactuar entre sí lo suficiente como para desestabilizar la órbita y caer o volar lejos).

El sistema solar interior está demasiado caliente para que se forme agua congelada, metano y amoníaco, por lo que los planetas consisten solo en grupos de rocas y metales, y estos no eran lo suficientemente grandes como para atraer hidrógeno y helio.

En el sistema solar exterior, podría formar objetos grandes porque el agua, el metano y el amoníaco eran sólidos. Una vez que tuviera grupos de esos, estos atraería el hidrógeno y el helio para formar grandes planetas.

Los elementos más ligeros son la mayoría de la composición de todo el universo.

Los únicos elementos formados en el Big Bang donde los más ligeros 4.

Todos los demás elementos se formaron en la primera generación de estrellas y luego explotaron en súper novas.

No soy un experto en discos de acreción, pero los planetas rocosos tienden a estar hacia el centro del disco. Planetas rocosos más pequeños planetas gaseosos interiores y exteriores en la proporción de elementos pesados ​​frente a elementos ligeros.

Dato interesante: eventualmente la mayoría del hidrógeno en el universo habrá sido fusionado en helio, y luego no habrá más estrellas. Pero no se preocupe, eso llevará varios billones de años.

Nuestro sol y los nueve planetas comenzaron sus vidas como una sola masa, tal como lo hicieron nuestro planeta y la luna y nuestra galaxia. Estas masas estaban todas en el estado plasmático en sus respectivos comienzos. Todos ellos no eran más que hidrógeno y helio principalmente. No había elementos pesados ​​en ninguna parte al comienzo de lo que vemos.

Cada objeto celestial que vemos creó todos sus elementos por sí mismos. No esperaron a que se desarrollara una nube. Cada masa de plasma tiene una ruta de enfriamiento que crea los elementos con el tiempo. Los objetos más pequeños como nuestra luna se enfriaron primero. La materia oscura del espacio crea los elementos más pesados, ya que se le permite infiltrarse en la masa a medida que pierde su energía y se enfría. Nuestro sistema solar nos muestra convenientemente cómo son las etapas de enfriamiento. La luna está casi terminada de enfriarse, así como el mercurio. Vaya un poco más grande y tendrá nuestro planeta con una gran cantidad de calor que creará una gruesa corteza. Ve más grande y tienes a Júpiter. Este planeta casi ha terminado su corteza. Juno ha confirmado, aunque el consenso general no entiende por qué, que grandes cantidades de energía aún residen en el planeta. El calor que irradia desde la gran mancha roja y los neutrinos que escapan del ecuador a la velocidad de la luz son prueba del núcleo ardiente. Júpiter se parece a lo que solía ser nuestra tierra y se parece a cómo se verá nuestro sol algún día.

En general, tenemos que darnos cuenta de que la nucleosíntesis ocurre en cada objeto individual porque cada objeto comienza su vida en el estado plasmático. La producción de elementos para un objeto se basa únicamente en el enfriamiento de un objeto. La materia oscura produce los elementos más pesados ​​porque en sí misma se descomponen los electrones.

Los elementos más ligeros, según tengo entendido, todavía componen la mayoría de los grandes planetas que están más lejos del sol: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
Los planetas como la tierra que están cerca del sol tuvieron sus atmósferas de hidrógeno arrastradas por el viento solar.