Analogie / Speichen / Wärmebilanz / Bahnabstände
Analogie
Vereinfacht sind die Vorgänge einem Zahnradgetriebe ähnlich:
Aus nördlicher Sicht auf die Drehachse der Staub- und Gasscheibe, umlaufen alle Linsen die Zentralmasse nach links. Die in die Linsen einströmende Materie sorgt ebenfalls für eine Tendenz der Eigendrehung nach links. Aus Blickrichtung der Sonne ist die Eigendrehung sehr gering. Aber in Bezug auf die Sternensphäre vollendet die Linse mit jedem Umlauf um die Protosonne, auch eine Linksdrehung um sich selbst. Oder, um beim Vergleich zu bleiben, das ganze Getriebe dreht sich mit allen Zahnrädern um die eigene Achse. Die Getriebe-Schemazeichnung zeigt die Situation bei Beginn der Linsenbildung. Die äußere Scheibenmaterie kreist langsamer als die Innere um das Scheibenzentrum. Infolge dessen stellt sich für die Linse eine geringe Rechtsdrehung ein (im Durchschnitt 0,1 / Umlauf). Diese Rechtsdrehung wird aber von der Gesamt-Linksdrehung der Linse um das Scheibenzentrum mit einer Drehung pro Umlauf überlagert . Die Linse kontrahiert im Lauf der Zeit zum Protoplaneten, dabei wird potentielle Energie in Erhöhung der Rotationsenergie und in Akkretionswärme umgewandelt. Die Drehzahl erhöht sich, wegen des Wechselwirkungseffektes.
Quelle: Werren Graphik
Speichen
Die Anfang 2017 in protoplanetaren Scheiben entdeckten speichenartigen Strukturen sind ein starkes Indiz für Schatten, die unmöglich von noch so großen Planeten geworfen werden können. Dafür kommen nur derartig räumlich große Gebilde in Frage, wie sie im Text unter dem Begriff "Linse" beschrieben wurden.
https://www.weltderphysik.de/gebiet/universum/news/2016/planeten-beeinflussen-struktur-der-protoplanetaren-scheibe
Quelle: NASA-Grafik; Protoplanetary disk.jpg
Wärmebilanz
Ein Indiz für die Vergangenheit von Erde und Mars als Gasplaneten mit größerer Masse in der Frühphase, ist die Wärmebilanz des Erdkörpers.
(Für Mars nimmt man einen ähnlichen Schichtaufbau an.)
Dazu ein paar Zahlen:
Der gesamte Wärmeinhalt des Erdkörpers beträgt 1,26*1031 Joule.
Dazu ist noch die Schmelzwärme in Höhe von 2,5*1030 Joule zu addieren,
die beim Aufschmelzen aller Mineralien und Metalle verbraucht wurde. Man muss somit von 1,26*1031 + 2,5*1030 = 1,5*1031 Joule ausgehen.
Die Wärmeproduktion durch radioaktiven Zerfall beträgt seit der Erdentstehung
3,9*1030 Joule. (bei gleichbleibender Produktion)
Sie wird aber zu Beginn erheblich größer gewesen sein.
Die gesamte Wärmeabstrahlung des Erdkörpers wird seit der Entstehung auf 30 bis 50% geschätzt.
Darum dürfte ein ungefähres Gleichgewicht zwischen der Zerfallswärmeproduktion und der Abstrahlung bestehen.
Man kann darum von einer Akkretionswärmemenge von 1,5*1031 Joule ausgehen.
Eine so große Wärmemenge kann nur mit der potentiellen Energie aus dem vielfachen der Erdmasse erklärt werden.
Zwar ist mit der, in der Frühphase verlorenen Gashülle auch ein Teil der Wärmemenge verloren gegangen, aber der größte Anteil wird sich im Zentrum der Protoerde konzentriert haben. (So wie das heute auch noch der Fall ist.)
Bahnabstände
Die Kombinationsmöglichkeiten von stabilen Planetenbahnen sind, nebenbei bemerkt, nicht unbegrenzt. Das gleiche gilt für die sich bildenden Massenkonzentrationen, wenn sie eine nennenswerte Größe erreichen.
In diesem Zusammenhang ist der Umstand interessant, dass z.B. ein um nur 3,4% vergrößerter Bahnradius, den Mars mit Jupiter in Resonanz bringen würde und letztlich aus dem Sonnensystem hinauswerfen würde.
Wie groß die gegenseitige Beeinflussung der Planeten ist, zeigt, dass Jupiter und Erde, sich bei der größten Annäherung mit einer Kraft von 2 Billiarden kN anziehen. Und dass, trotz einer Entfernung von 4 astronomischen Einheiten.
Die Abstände der Planetenbahnen unseres Systems sind zwar nicht die einzig Möglichen, aber eine Kombination von stabilen Bahnen.
Anders ausgedrückt, Umlaufzeiten, die in teilbaren Verhältnissen zueinander stehen, können für den kleineren Partner fatale Folgen haben.
Aus ähnlichem Grund wird ein Getriebekonstrukteur einer Zahnradpaarung kein ganzzahliges Zähnezahlverhältnis geben. Es würden immer wieder dieselben Zähne aufeinander treffen, mit der Gefahr von Verschleiß und Vibrationen.
Analog auf die Planetenbildung übertragen: solche Kombinationen würden frühzeitig eliminiert, und hätten damit gar keine Chance, sich zu Planeten zu entwickeln.
Eindrucksvoll ist in diesem Zusammenhang die Verteilung der Partikel im Asteroidengürtel: Dort sind alle Orbitale, die mit Jupiter in verschiedenen Zahlenverhältnissen resonieren, wie leergefegt.