太陽系で一番大きな惑星はどれですか？

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【答え】木星

土星は、太陽系が誕生した約46億年前、太陽の周りの原始惑星系円盤（ガスと塵の円盤）から形成されました。そのプロセスは、おおよそ以下のようだと考えられています。

固体核の形成: 原始惑星系円盤の中で、微細な塵の粒子が衝突・合体し、徐々に大きくなっていきます。やがて、氷や岩石を主成分とする比較的大きな塊（微惑星）が形成され、これらが集まって土星の固体の核が作られました。
ガス集積: 太陽系が形成された初期段階では、原始惑星系円盤には大量の水素やヘリウムといった軽いガスが存在していました。土星の固体核がある程度の質量に達すると、その重力で周囲のガスを強く引き寄せ始めます。このガスを大量に吸い込むことで、土星は急速に巨大化していきました。
輪の形成: 土星の象徴である環（リング）は、本体とほぼ同じ時期にできたと考えられていましたが、近年では比較的「新しい」ものだという説が有力です。約40億年前の「後期重爆撃期」と呼ばれる時期に、土星の近くを通過したカイパーベルト天体（海王星よりも遠い領域にある氷の天体）が土星の重力によって破壊され、その破片が環になったというモデルが提唱されています。環を構成する氷や岩石の小片は、常に衝突や再形成を繰り返しているため、比較的明るく保たれていると考えられています。

土星は太陽系で木星に次いで2番目に大きな惑星ですが、その巨大な体積の主な理由は以下の通りです。

主成分が軽いガスだから: 土星は、主に水素とヘリウムという非常に軽い元素で構成されています。これらは常温では気体の状態であるため、固体の惑星に比べて同じ質量でも非常に大きな体積を占めます。
「スノーライン」の外側で形成されたから: 原始惑星系円盤において、水が氷になる温度の境界線を「スノーライン」と呼びます。スノーラインの内側では水は液体または気体として存在しますが、外側では氷として存在できます。土星はスノーラインの外側で形成されたため、水氷などの豊富な揮発性物質を取り込むことができました。これにより、土星の固体核は地球型惑星よりも大きく成長しやすかったと考えられます。
円盤中のガス量の多さ: 太陽系形成初期の原始惑星系円盤は、太陽から遠ざかるほどガスの量が増える傾向にありました。そのため、土星が形成された軌道では、ガスを大量に引き込むための十分な材料があったと考えられます。

これらの要因が複合的に作用した結果、土星は巨大なガス惑星へと成長しました。ただし、質量で言えば木星の方が土星の約3倍重いです。土星が水よりも軽い（平均密度が0.7g/cm³）という特徴も、その体積の大きさと、主成分が軽いガスであることの証拠と言えるでしょう。