He leído las otras respuestas, que para mí parecen tener una parte de la respuesta tal como la entiendo. Así que los reuniré como he aprendido en mi tiempo como meteorito y científico planetario.
Otras respuestas se han referido al hecho de que después de que el sol “se enciende”, expulsa el gas que hay en el disco. Esto significa que todos los gigantes gaseosos tuvieron que haber adquirido todo su gas ANTES de que el sol se pusiera en línea, no es poca cosa.
La teoría actualmente aceptada para los planetas similares a Júpiter y Saturno es la acumulación de núcleos. Para tomar tanto gas como Júpiter, un planeta necesita formar un núcleo de aproximadamente 10 veces la masa de la Tierra, que luego tendrá suficiente gravedad para absorber el gas del disco. Este es un montón de material. Los otros gigantes son más pequeños que Júpiter, pero aún necesitan bastante.
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¡La cosa es que no puedes encontrar 10 veces la masa de material de la Tierra cerca del sol! Esto se debe a que, como han dicho otros, hacía demasiado calor para que cualquier otra cosa que no sea roca y metal sea sólido. Sin embargo, más lejos del sol (cerca de donde está hoy el cinturón de asteroides), hacía suficiente frío para que el agua fuera sólida. El agua es un compuesto muy común, por lo que al agregarlo a la lista de materiales al menos duplica la cantidad de sólido disponible. Más allá, otras cosas que consideramos gases como el CO2 y el CO también se enfrían lo suficiente como para solidificarse. Entonces, cuanto más lejos vayas, más cosas tienes disponibles para construir tu gran núcleo con el que aspirar gas. Sin embargo, a medida que avanza más y más, el material se vuelve cada vez más delgado y difícil de agregar al núcleo.
Es por eso que creemos que Júpiter (y también Saturno) son los más grandes de nuestro sistema solar: está razonablemente cerca del sol y aún se encuentra dentro de la región donde el agua era sólida. Urano y Neptuno pueden agregar agua y esos otros gases a sus núcleos, pero el material se está volviendo más escaso y, por lo tanto, esos planetas son más pequeños.
Como ha dicho Philip Freeman, esto parece explicar nuestro sistema solar bastante bien, pero no algunos de los otros sistemas de exoplanetas que hemos descubierto. Pero estamos bastante seguros de que todos esos exoplanetas cercanos tuvieron que formarse lo suficientemente lejos como para poder usar hielo de agua para formarse. Y algunos exoplanetas están muy lejos de sus estrellas, dentro del régimen de “material demasiado escaso”. Es posible que hayan necesitado otro método de formación llamado inestabilidad gravitacional. Pero dentro de nuestro propio sistema solar, la acumulación de núcleos sigue siendo el mecanismo preferido.
¡Espero que esto haya sido útil!