Nel 1847 il fisico Roche mostrò che un satellite in orbita circolare attorno ad un corpo centrale sarebbe distrutto dalle forze mareali se venisse a trovarsi più vicino al corpo centrale di un certo limite; il cosiddetto limite di Roche.

Per un corpo rigido, simile ad un pianeta, di forma sferica orbitante attorno al Sole questo limite, a_R, è dato da:

a_R/R_S = 2.5 · (_S /_g)^1/3

dove
_S = densità media del Sole
_g = densità media del gas nel disco
R_S = raggio del Sole

Da questa relazione è possibile ricavare una densità critica oltre la quale l'instabilità gravitazionale si sviluppa ad una data distanza eliocentrica.

Si è trovato (Brahic 1982) che tale densità critica è ~ 10 volte la densità superficiale _g.

Si possono i pianeti formare direttamente da una instabilità gravitazionale ?

• con una nebulosa a piccola massa ~ 0.01 M_S la risposta è negativa. Infatti nell'ambito del modello a piccola massa la formazioni dei pianeti non è diretta ma viene mediata da diversi passaggi, che descriveremo in seguito, legati al processo di accrescimento dei grani nel disco protoplanetari tramite i processi dissipativi.
• mentre con una nebulosa ad alta massa ~ 100 M_S è possibile innescare la formazione dei pianeti. Rimane tuttavia la necessità eliminare tutta la massa non direttamente utilizzata nella formazione stessa. I processi di vento protostellare sono in grado di "ripulire" il Sistema Solare della massa in eccesso per una massa originaria di 1 Massa Solare ma non con 100 Masse Solari.