การสะสมตัวของก้อนกรวดคือการสะสมของอนุภาคที่มีขนาดตั้งแต่เซนติเมตรไปจนถึงเมตรในเส้นผ่านศูนย์กลาง กลายเป็นดาวเคราะห์น้อยในจานดาวเคราะห์ก่อนกำเนิด ซึ่งได้รับแรงเสริมจากแรงต้านอากาศจากก๊าซที่มีอยู่ในจาน แรงต้านนี้จะลดความเร็วสัมพัทธ์ของก้อนกรวดขณะที่พวกมันเคลื่อนที่ผ่านวัตถุขนาดใหญ่ ป้องกันไม่ให้บางก้อนหลุดพ้นจากแรงโน้มถ่วงของวัตถุนั้น จากนั้นก้อนกรวดเหล่านี้จะถูกดูดกลืนโดยวัตถุนั้นหลังจากที่หมุนวนหรือตกลงสู่พื้นผิว กระบวนการนี้จะเพิ่มพื้นที่หน้าตัดที่วัตถุขนาดใหญ่สามารถดูดกลืนวัสดุได้ ทำให้การเติบโตของวัตถุเหล่านั้นเร็วขึ้น การเติบโตอย่างรวดเร็วของดาวเคราะห์น้อยผ่านการสะสมตัวของก้อนกรวดทำให้เกิดแกนกลางของดาวเคราะห์ยักษ์ในระบบสุริยะชั้น นอก ก่อนที่จานก๊าซจะสลายไป การลดขนาดของก้อนกรวดเมื่อพวกมันสูญเสียน้ำแข็งหลังจากข้ามเส้นน้ำแข็ง และความหนาแน่นของก๊าซที่ลดลงตามระยะทางจากดวงอาทิตย์ ทำให้การสะสมตัวของก้อนกรวดในระบบสุริยะชั้นในช้าลง ส่งผลให้ดาวเคราะห์ภาคพื้นดินมีขนาดเล็กลง ดาวอังคารมีมวลน้อยและ มีแถบดาวเคราะห์ น้อยที่มีมวลน้อย

ในจานดาวเคราะห์ก่อนกำเนิดความน่าจะเป็นของการสะสมของก้อนกรวดที่มีขนาดตั้งแต่เซนติเมตรถึงเมตรนั้น ≤10% บนดาวเคราะห์ที่มีมวลไม่เกินประมาณ 20 เท่าของมวลโลก^{[ 1 ]}จานดาวเคราะห์ก่อนกำเนิดประกอบด้วยส่วนผสมของก๊าซและของแข็ง รวมถึงฝุ่น ก้อนกรวดดาวเคราะห์ น้อย และดาวเคราะห์ก่อนกำเนิด [ ^{2 ] ก๊าซ}ในจานดาวเคราะห์ก่อนกำเนิดได้รับการรองรับด้วยแรงดัน และส่งผลให้โคจรด้วยความเร็วที่ช้ากว่าวัตถุขนาดใหญ่^{[ 3 ]}ก๊าซส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของของแข็งในรูปแบบที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับขนาดของมัน โดยฝุ่นจะเคลื่อนที่ไปพร้อมกับก๊าซ และดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ที่สุดจะโคจรโดยไม่ได้รับผลกระทบจากก๊าซมากนัก^{[ 4 ]}ก้อนกรวดเป็นกรณีกลางแรงต้านอากาศพลศาสตร์ทำให้พวกมันตกลงสู่ระนาบกลางของจานและโคจรด้วยความเร็วต่ำกว่าความเร็วของเคปเลอร์ ส่งผลให้เกิดการเคลื่อนที่แบบรัศมีเข้าหาดาวฤกษ์ศูนย์กลาง^{[ 5 ]}ก้อนกรวดมักจะพบกับดาวเคราะห์น้อยเนื่องจากความเร็วที่ต่ำกว่าและการเคลื่อนที่เข้าด้านใน หากการเคลื่อนที่ของพวกมันไม่ได้รับผลกระทบจากก๊าซ จะมีเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่ถูกดึงดูดโดยแรงโน้มถ่วงและหน้าตัดของดาวเคราะห์น้อย

ส่วนที่เหลือจะเคลื่อนที่ตาม เส้นทาง ไฮเปอร์โบลาโดยเร่งความเร็วเข้าหาดาวเคราะห์น้อยเมื่อเข้าใกล้และลดความเร็วลงเมื่อห่างออกไป อย่างไรก็ตาม แรงต้านที่ก้อนหินได้รับจะเพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วของพวกมันเพิ่มขึ้น ทำให้บางก้อนช้าลงจนถูกดึงดูดด้วยแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์น้อย^{[ 6 ]}ก้อนหินเหล่านี้ยังคงสูญเสียพลังงานเมื่อโคจรรอบดาวเคราะห์น้อย ทำให้พวกมันเคลื่อนที่เป็นเกลียวเข้าหาและถูกดึงดูดโดยดาวเคราะห์น้อย^{[ 7 ] [ 8 ]}

ดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็กจะสะสมก้อนกรวดที่ลอยผ่านไปมาด้วยความเร็วสัมพัทธ์กับแก๊ส ก้อนกรวดเหล่านั้นที่มีเวลาหยุดใกล้เคียงกับ เวลา บอนดี ของดาวเคราะห์น้อย จะถูกสะสมจากภายในรัศมีบอนดี ในบริบทนี้ รัศมีบอนดีถูกกำหนดให้เป็นระยะทางที่วัตถุที่เข้าใกล้ดาวเคราะห์น้อยด้วยความเร็วสัมพัทธ์กับแก๊สจะเบี่ยงเบนไปหนึ่งเรเดียน เวลาหยุดคือช่วงเวลาแบบเอกซ์โปเนนเชียลสำหรับการชะลอตัวของวัตถุเนื่องจากแรงต้านของแก๊ส และเวลาบอนดีคือเวลาที่วัตถุใช้ในการข้ามรัศมีบอนดี เนื่องจากรัศมีบอนดีและเวลาบอนดีเพิ่มขึ้นตามขนาดของดาวเคราะห์น้อย และเวลาหยุดเพิ่มขึ้นตามขนาดของก้อนกรวด ดังนั้นขนาดก้อนกรวดที่เหมาะสมที่สุดจึงเพิ่มขึ้นตามขนาดของดาวเคราะห์น้อย

วัตถุขนาดเล็กที่มีอัตราส่วนของเวลาหยุดต่อเวลาบอนดีน้อยกว่า 0.1 จะถูกดึงออกจากกระแสไหลผ่านดาวเคราะห์น้อยและสะสมจากรัศมีที่เล็กกว่าซึ่งลดลงตามรากที่สองของอัตราส่วนนี้ ก้อนกรวดขนาดใหญ่ที่เชื่อมต่อกันอย่างอ่อนๆ ก็สะสมได้น้อยลงเช่นกันเนื่องจากผลกระทบของวัตถุสามชิ้น โดยรัศมีที่สะสมจะลดลงอย่างรวดเร็วระหว่างอัตราส่วน 10 และ 100 รัศมีบอนดีเป็นสัดส่วนกับมวลของดาวเคราะห์น้อย ดังนั้นอัตราการเติบโตสัมพัทธ์จึงเป็นสัดส่วนกับมวลยกกำลังสอง ส่งผลให้เกิดการเติบโตอย่างรวดเร็ว^{[ 10 ]}การเบี่ยงเบนทางอากาศพลศาสตร์ของก๊าซรอบดาวเคราะห์น้อยจะลดประสิทธิภาพของการสะสมก้อนกรวด ส่งผลให้ระยะเวลาการเติบโตสูงสุดอยู่ที่ 100 กม. ^{[ 11 ]}

ดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ที่มีมวลมากกว่ามวลเปลี่ยนผ่านโดยประมาณเท่ากับ มวล ของเซเรสในระบบสุริยะ ชั้นใน และ มวล ของพลูโตในระบบสุริยะชั้นนอก^{[ 12 ]}จะสะสมก้อนกรวดที่มีเลขสโตกส์ใกล้เคียงกับหนึ่งจากรัศมีฮิลล์ของพวกมัน " เลขสโตกส์ " ในบริบทนี้คือผลคูณของเวลาหยุดและความถี่เคปเลอร์เช่นเดียวกับดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็ก รัศมีที่ก้อนกรวดสะสมจะลดลงสำหรับขนาดก้อนกรวดที่เล็กลงและใหญ่ขึ้น ขนาดก้อนกรวดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่มีขนาดเป็นเซนติเมตรเนื่องจากการรวมกันของรัศมีการสะสมและอัตราการเคลื่อนที่ตามรัศมีของก้อนกรวด เมื่อวัตถุเติบโต การสะสมจะเปลี่ยนจาก 3 มิติ โดยการสะสมจากส่วนหนึ่งของความหนาของจานก้อนกรวด ไปเป็น 2 มิติ โดยการสะสมจากความหนาทั้งหมดของจานก้อนกรวด อัตราการเติบโตสัมพัทธ์ในการสะสมแบบ 2 มิติเป็นสัดส่วนกับมวลทำให้เกิดการเติบโตแบบคณาธิปไตยและการก่อตัวของวัตถุที่มีขนาดใกล้เคียงกัน^{[ 10 ]}การสะสมของก้อนกรวดสามารถทำให้มวลของแกนกลางที่มีมวลเท่าโลกเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าได้ภายในเวลาเพียง 5500 ปี^{[ 12 ]}ซึ่งช่วยลดระยะเวลาในการเติบโตของแกนกลางของดาวเคราะห์ยักษ์ลง 2 หรือ 3 อันดับเมื่อเทียบกับการสะสมของดาวเคราะห์น้อย^{[ 10 ]}อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของวัตถุขนาดใหญ่เหล่านี้สามารถสร้างช่องว่างบางส่วนในจานก๊าซซึ่งเปลี่ยนแปลงความชันของความดัน^{[ 12 ]}จากนั้นความเร็วของก๊าซจะกลายเป็นความเร็วเหนือเคปเลอร์ภายนอกช่องว่าง ทำให้การเคลื่อนที่เข้าด้านในของก้อนกรวดหยุดลงและยุติการสะสมของก้อนกรวด^{[ 4 ]}การจำลองโดยละเอียดโดยอิงจากการคำนวณหลักการพื้นฐาน แสดงให้เห็นว่าในจานโปรโตแพลนทารี ทั่วไป เวลาในการก่อตัวของดาวเคราะห์ยักษ์ผ่านการสะสมของก้อนกรวดนั้นใช้เวลาไม่กี่ล้านปีถึงหลายล้านปี ซึ่งเทียบได้กับเวลาที่ได้จากการคำนวณการสะสมของดาวเคราะห์น้อย^{[ 1 ]}${\displaystyle ^{2/3}}$

หากการก่อตัวของก้อนกรวดเป็นไปอย่างช้าๆ การสะสมของก้อนกรวดจะนำไปสู่การก่อตัวของดาวเคราะห์ยักษ์ เพียงไม่กี่ดวง ในระบบสุริยะชั้นนอกการก่อตัวของดาวเคราะห์แก๊สยักษ์เป็นปัญหาที่ยาวนานในวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ [ ^{13 ] การ}สะสมของแกนกลางของดาวเคราะห์ยักษ์ผ่านการชนและการรวมตัวของดาวเคราะห์น้อยเป็นไปอย่างช้าๆ และอาจยากที่จะทำให้เสร็จสมบูรณ์ก่อนที่จานแก๊สจะสลายไป^{[ 2 ]}อย่างไรก็ตาม การก่อตัวผ่านการชนกันของดาวเคราะห์น้อยสามารถเกิดขึ้นได้ภายในช่วงอายุขัยทั่วไปของจานโปรโตแพลนเทรี [ ^{14 ] [ 15 ] ดาวเคราะห์} น้อยที่ใหญ่ที่สุดสามารถเติบโตได้เร็วกว่ามากผ่านการสะสมของก้อนกรวด^{[ 10 ]}แต่ถ้าการก่อตัวหรือการส่งก้อนกรวดเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ดาวเคราะห์ มวลเท่าโลก จำนวนมาก จะก่อตัวขึ้นแทนที่จะเป็นแกนกลางของดาวเคราะห์ยักษ์เพียงไม่กี่ดวง^{[ 16 ]}เมื่อวัตถุที่ใหญ่ที่สุดเข้าใกล้มวลเท่าโลก รัศมีที่ก้อนกรวดถูกสะสมจะถูกจำกัดโดยรัศมีของฮิลล์^{[ 3 ]}ซึ่งจะทำให้การเติบโตของพวกมันช้าลงเมื่อเทียบกับเพื่อนบ้าน และช่วยให้วัตถุจำนวนมากสะสมมวลของก้อนกรวดที่คล้ายกันได้

อย่างไรก็ตาม หากการก่อตัวหรือการส่งก้อนกรวดเป็นไปอย่างช้าๆ ช่วงเวลาการเติบโตจะยาวนานกว่าเวลาที่จำเป็นสำหรับการกวนด้วยแรงโน้มถ่วง ดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ที่สุดจะกระตุ้นความเอียงและความเยื้องศูนย์ของดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็กกว่า^{[ 17 ]}วงโคจรที่เอียงของพวกมันทำให้ดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็กอยู่นอกจานแคบๆ ของก้อนกรวดในช่วงเวลาส่วนใหญ่ของวงโคจร ซึ่งจำกัดการเติบโตของพวกมัน^{[ 16 ]}ช่วงเวลาของการเติบโตอย่างรวดเร็วจะขยายออกไป และวัตถุขนาดใหญ่ที่สุดสามารถสะสมก้อนกรวดได้เป็นจำนวนมากและเติบโตเป็นแกนกลางของดาวเคราะห์ยักษ์^{[ 18 ]}เมื่อแกนกลางเติบโตใหญ่ขึ้น บางส่วนจะมีมวลมากพอที่จะสร้างช่องว่างบางส่วนในจานก๊าซ เปลี่ยนแปลงความชันของความดันและปิดกั้นการเคลื่อนที่เข้าด้านในของก้อนกรวด การสะสมของก้อนกรวดจะหยุดลง และชั้นก๊าซที่ล้อมรอบแกนกลางจะเย็นตัวลงและยุบตัวลง ทำให้เกิดการสะสมของก๊าซอย่างรวดเร็วและการก่อตัวของดาวเคราะห์ยักษ์ก๊าซ แกนกลางที่ไม่เติบโตจนมีมวลมากพอที่จะกำจัดช่องว่างในจานกรวดได้ จะสามารถสะสมชั้นก๊าซขนาดเล็กได้เท่านั้น และกลายเป็นดาวยักษ์น้ำแข็งแทน^{[ 4 ]}การเติบโตอย่างรวดเร็วผ่านการสะสมกรวดทำให้แกนกลางเติบโตจนมีขนาดใหญ่พอที่จะสะสมชั้นก๊าซขนาดใหญ่ ก่อตัวเป็นดาวยักษ์ก๊าซ ในขณะที่หลีกเลี่ยงการเคลื่อนที่เข้าใกล้ดาวฤกษ์มากเกินไป ในการจำลอง ดาวยักษ์ก๊าซเย็นอย่างดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์สามารถก่อตัวขึ้นผ่านการสะสมกรวดได้ หากตัวอ่อนเริ่มต้นของพวกมันเริ่มเติบโตไกลเกิน 20 AU การก่อตัวที่ห่างไกลนี้เป็นคำอธิบายที่เป็นไปได้สำหรับความอุดมสมบูรณ์ของก๊าซเฉื่อยในดาวพฤหัสบดี^{[ 19 ] [ 20 ]}อย่างไรก็ตาม แบบจำลองการก่อตัวเฉพาะระบุว่าเป็นการยากที่จะประนีประนอมการเติบโตผ่านการสะสมกรวดกับมวลและองค์ประกอบสุดท้ายของดาวยักษ์น้ำแข็งยูเรนัสและเนปจูนใน ระบบสุริยะ ^{[ 21 ] [ 22 ]}

ดาวเคราะห์ภาคพื้นดินอาจมีขนาดเล็กกว่าดาวเคราะห์ยักษ์มากเนื่องจากการระเหิดของน้ำแข็งเมื่อก้อนกรวดข้ามเส้นน้ำแข็งการเคลื่อนที่แบบรัศมีของก้อนกรวดทำให้พวกมันข้ามเส้นน้ำแข็งซึ่งน้ำแข็งจะระเหิดและปล่อยเม็ดซิลิเกต ออกมา ^{[ 23 ]}เม็ดซิลิเกตมีความเหนียวน้อยกว่าเม็ดน้ำแข็ง ส่งผลให้เกิดการกระเด้งหรือการแตกตัวระหว่างการชนและการก่อตัวของก้อนกรวดขนาดเล็ก^{[ 24 ]}ก้อนกรวดขนาดเล็กเหล่านี้กระจายตัวเข้าไปในจานที่หนาขึ้นโดยความปั่นป่วนในจานก๊าซ การไหลของมวลของของแข็งที่ลอยผ่านบริเวณภาคพื้นดินก็ลดลงครึ่งหนึ่งเนื่องจากการสูญเสียน้ำแข็ง เมื่อรวมกันแล้ว ปัจจัยทั้งสองนี้ทำให้ลดอัตราการสะสมมวลของดาวเคราะห์น้อยในระบบสุริยะชั้นในเมื่อเทียบกับระบบสุริยะชั้นนอกอย่างมีนัยสำคัญ ด้วยเหตุนี้ เอ็มบริโอของดาวเคราะห์ที่มีมวลเท่าดวงจันทร์ในระบบสุริยะชั้นในจึงสามารถเติบโตได้เพียงประมาณมวลเท่าดาวอังคาร ในขณะที่ในระบบสุริยะชั้นนอก เอ็มบริโอเหล่านี้สามารถเติบโตได้มากกว่า 10 เท่าของมวลโลก ก่อตัวเป็นแกนกลางของดาวเคราะห์ยักษ์^{[ 24 ] [ 23 ]}การเริ่มต้นด้วยดาวเคราะห์น้อยที่ก่อตัวขึ้นผ่านความไม่เสถียรของการไหลจะให้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันในระบบสุริยะชั้นใน ในแถบดาวเคราะห์น้อย ดาวเคราะห์น้อยที่ใหญ่ที่สุดจะเติบโตเป็นเอ็มบริโอที่มีมวลเท่าดาวอังคาร เอ็มบริโอเหล่านี้จะกวนดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็กกว่า ทำให้ความเอียงของพวกมันเพิ่มขึ้น ส่งผลให้พวกมันออกจากจานกรวด การเติบโตของดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็กเหล่านี้จะหยุดชะงัก ณ จุดนี้ ทำให้การกระจายขนาดของพวกมันคงที่ใกล้เคียงกับแถบดาวเคราะห์น้อยในปัจจุบัน ความแปรผันของประสิทธิภาพการสะสมตัวตามขนาดของกรวดในระหว่างกระบวนการนี้ส่งผลให้เกิดการคัดแยกขนาดของคอนดรูลที่สังเกตได้ในอุกกาบาตดั้งเดิม^{[ 25 ]}

ในเขตภาคพื้นดิน การสะสมของก้อนกรวดมีบทบาทน้อยลง^{[ 24 ]}ที่นี่ การเติบโตเกิดจากการผสมผสานระหว่างการสะสมของก้อนกรวดและดาวเคราะห์น้อย จนกระทั่งเกิดการจัดเรียงตัวแบบคณาธิปไตยของเอ็มบริโอที่มีมวลเท่าดวงจันทร์ที่แยกตัวออกมา การเติบโตอย่างต่อเนื่องเนื่องจากการสะสมของคอนดรูลที่เคลื่อนตัวเข้าด้านในจะเพิ่มมวลของเอ็มบริโอเหล่านี้จนกระทั่งวงโคจรของพวกมันไม่เสถียร นำไปสู่การชนกันครั้งใหญ่ระหว่างเอ็มบริโอและการก่อตัวของเอ็มบริโอที่มีขนาดเท่าดาวอังคาร^{[ 24 ] [ 25 ]}การตัดขาดของการเคลื่อนตัวเข้าด้านในของก้อนกรวดน้ำแข็งโดยการก่อตัวของดาวพฤหัสบดีก่อนที่เส้นน้ำแข็งจะเคลื่อนตัวเข้าไปในบริเวณภาคพื้นดินจะจำกัดสัดส่วนของน้ำในดาวเคราะห์ที่ก่อตัวจากเอ็มบริโอเหล่านี้^{[ 26 ]}

มวลน้อยของดาวอังคารและแถบดาวเคราะห์น้อยที่มีมวลน้อยอาจเป็นผลมาจากการสะสมของก้อนกรวดที่มีประสิทธิภาพน้อยลงเมื่อความหนาแน่นของก๊าซในจานดาวเคราะห์ก่อนเกิดลดลง จานดาวเคราะห์ก่อนเกิดซึ่งเป็นต้นกำเนิดของระบบสุริยะนั้นเชื่อกันว่ามีความหนาแน่นของพื้นผิวที่ลดลงตามระยะทางจากดวงอาทิตย์และมีการบานออก โดยมีความหนาเพิ่มขึ้นตามระยะทางจากดวงอาทิตย์^{[ 27 ]}ด้วยเหตุนี้ ความหนาแน่นของก๊าซและแรงต้านอากาศที่ก้อนกรวดที่ฝังอยู่ในจานได้รับจึงลดลงอย่างมากตามระยะทาง หากก้อนกรวดมีขนาดใหญ่ ประสิทธิภาพของการสะสมของก้อนกรวดจะลดลงตามระยะทางจากดวงอาทิตย์ เนื่องจากแรงต้านอากาศอ่อนเกินไปจนก้อนกรวดไม่สามารถถูกจับได้ในระหว่างการเผชิญหน้ากับวัตถุที่ใหญ่ที่สุด วัตถุที่เติบโตอย่างรวดเร็วที่ระยะวงโคจรของโลกจะเติบโตอย่างช้าๆ ในวงโคจรของดาวอังคารและน้อยมากในแถบดาวเคราะห์น้อย^{[ 7 ]}การก่อตัวของแกนกลางของดาวพฤหัสบดีอาจลดมวลของแถบดาวเคราะห์น้อยลงได้ด้วยการสร้างช่องว่างในจานกรวดและหยุดการเคลื่อนตัวของกรวดจากนอกเส้นน้ำแข็งเข้ามาด้านใน วัตถุในแถบดาวเคราะห์น้อยจึงจะขาดกรวดตั้งแต่เนิ่นๆ ในขณะที่วัตถุในบริเวณโลกยังคงสะสมกรวดที่เคลื่อนตัวเข้ามาจากบริเวณดาวเคราะห์น้อย^{[ 27 ]}