Почему планеты - гиганты по своей массе во много раз больше, чем планеты земной группы?

Потому что при формировании планет из протопланетного облака ближе к Солнцу притянулись в основном тяжелые химические элементы, а на периферии остались легкие - в основном газы, которые впоследствии из планетезималей образовали планеты - газовые гиганты. Ближе к Солнцу т. о. на орбите оказались планеты более плотные по составу, а на периферии - менее. Спутники твердые газовых планет-гигантов скорей всего образовались из астероидов и обломков, которые были притянуты мощной гравитацией.