Croissance des planètes
Placées sur des orbites stables quasi-circulaires et dans le même plan, les centaines de milliards de planétésimales se heurtent en collisions innombrables. Les vitesses relatives sont très faibles et les collisions ne sont pas élastiques ; sans rebondissement, la plupart des objets s’écrasent et s’agglomèrent. Les plus grands continuent à croître lentement par agglomérations successives. Ainsi, dans la région des planètes terrestres, quelques vingtaines de milliers d’objets se sont déjà formés en 100 000 ans. Leur ordre de grandeur est en général de la taille de la lune.
Effet de la gravitation
Le gaz nébulaire, pas entièrement dissipé, amortit les mouvements et garde plus longtemps des orbites presque circulaires, ce qui raccourcit le processus mais n’emballe pas l’accumulation des grands objets. La force de gravitation des planétésimales est négligeable, et elles s’attirent donc très peu l’une l’autre. Or, dès lors que l’on accumule des objets, leur gravitation infléchit l’orbite du nouvel amas, ce qui produit deux effets majeurs :
● le processus d’attraction entre planétésimales déforme ces corps, ce qui conduit à un emballement de l’accumulation en faveur des objets les plus grands.
● ensuite, la déflection des planétésimales, qui ratent de peu la collision, les envoie sur une orbite elliptique différente autour du soleil ; non seulement elle devient moins circulaire, mais elle a quitté son plan initial. Après un certain temps, les orbites de tous les petits objets sont plus elliptiques et plus inclinées dans tous les sens, ce qui provoque dans les collisions un accroissement considérable des vitesses relatives. A grande vitesse, les rebondissements sont plus fréquents, donc l’accumulation diminue ; par contre, la fragmentation par collision s’accroît. Il arrive donc un moment où la fragmentation domine et où la taille moyenne des objets diminue au lieu d’augmenter.
Ceinture d’astéroïdes
C’est, de toute évidence, ce qui est arrivé dans la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter. Pour expliquer ce qui a empêché l’agglomération d’une planète dans la zone des astéroïdes, il faut qu'un embryon planétaire soit apparu très tôt, de manière à disperser les vitesses des objets de cette zone avant qu'ils n’aient eu le temps de s’agglomérer eux-mêmes en un ou plusieurs objets de taille suffisante pour finir par former une planète unique. La seule planète majeure voisine est justement la plus massive du système solaire : Jupiter. Sa présence a dispersé la vitesse et l’inclinaison des astéroïdes. En effet, les astéroïdes étaient soumis à plusieurs forces d’attraction contradictoires : celle de Jupiter, celle du Soleil, et la force d’attraction des astéroïdes entre eux.