[编辑] 衛星
- 從繞行星的星盤（只在大型氣體行星的情況下）同時生成；
- 從撞擊的殘骸形成（如果有淺角度下足夠大的撞擊），和
- 捕獲經過的天體。
太陽系固態天體的衛星來自碰撞和俘獲。火星的兩個小衛星火衛二和火衛一被認為是俘獲來的小行星。[62]地球的月亮被認為是形成於一次單獨的巨大的斜撞。[63][64]進行撞擊的天體估計可能有接近火星一樣的質量，碰撞大約發生在大撞擊結束的時期。碰撞把撞擊天體的一些幔層撞到了軌道上，聚成了月球。[63]該次撞擊可能是形成地球的一系列合并的最後一次。過去曾進一步地推測約火星大小的天體曾形成於地球-太陽拉格朗日點中穩定的一處（L4或L5），而後漂離了它所處的位置。[65]冥王星的衛星卡戎可能也是通過大撞擊形成的；冥王星-卡戎和地-月系統是太陽系裡僅有「衛星至少佔較大天體質量的1%」中的兩例。[66]
[编辑] 未來
天文學家預測，我們今天所知道的太陽系在它核心所有的氫聚變成氦，也就是在恆星演化的赫羅圖上從主序星過渡到紅巨星前不會發生劇烈變化。即便如此，到那時太陽系仍然會繼續演化。[编辑] 長期穩定性
隨著行星軌道長期不確定因子[67]，太陽系是混沌的。這種混沌的一個顯著的例子就是海王星-冥王星系統，它們處於3:2的軌道共振。儘管軌道共振是穩定的，預測冥王星未來1到2千萬年（李亞普諾夫時間）的位置卻無法取得任何的精確度。[68]另一個例子是地球的轉軸傾角，受地幔與月球潮汐作用而來的摩擦力影響（見下），在今後的15到45億年間將表現為混沌狀態。[69]行星的軌道在經過較長的時間度後將處於混沌狀態，例如整個太陽系的李亞普諾夫時間範圍為2百萬-2.3億年。[70]
在所有的情形下，這意味著一個行星在它軌道上的位置終將變得無法以任何確定性預測（因此，比如說，冬夏的時間變得不確定），但有些情形下軌道本身可能會劇烈變動。這樣的混沌在軌道的偏心率改變中表現得最明顯，有些行星的軌道變得顯著地更加或更加不橢圓。[71]
最終，太陽系會在接下的幾十億年後穩定下來，行星不會再互相碰撞，也不會被拋出太陽系。[70]這之後，大概50億年左右，火星的偏心率會達到0.2，以至於它會處在一個跟地球交會的軌道上，會導致潛在的碰撞。在同樣的時間區段裡，水星的偏心率會更加加大，與金星的近距遭遇在理論上可能會把它完全拋出太陽系[67]或把它送上與金星或地球相撞的道路。[72]
[编辑] 衛-環系統
衛星演化是由潮汐力所驅動的。由於沿著主體行星直徑的重力差異，繞行的衛星會在其上面引起潮汐突起。如果衛星是沿著行星的自轉相同方向繞行的，且行星自轉快於衛星的繞行周期，突起將經常性地被牽拉而領先於衛星。在這種情況下，角動量被從主體行星的自轉傳送到衛星的公轉，衛星獲得能量，逐漸螺旋狀外移，主體行星隨著時間推移自轉會更慢。地球和月亮就是這種情況的一個例子。今天，月球潮汐鎖定於地球；它的繞地球公轉等於它繞自己軸線的自轉，意味著它始終以同一面面向地球。月球將持續遠離地球，地球的轉動將持續緩慢下來。大約500億年，如果這兩個世界都能在太陽的擴張中存活下來，它們將彼此潮汐鎖定；每一方將只能在一個半球內看到對方。[73]另一個例子是木星的伽利略衛星（和木星的很多小衛星）[74]和土星的許多較大衛星。[75]
如果衛星公轉比主體行星自轉快或者它的公轉方向異於其主體行星的自轉方向，不同的情況會發生。在這兩種情況下，潮汐突起落後於軌道上的衛星。在前一種情況下，角動量的傳送逆轉，主體行星的自轉加快，衛星的軌道縮小。後一種情況，自轉和公轉的角動量的符號相反，所以傳送導致削減彼此的強度。[76]在這兩種情況下，潮汐減速導致衛星螺旋切近主體行星直至其被潮汐壓力撕裂並可能生成行星環系統，或者墜毀到行星的表面或者其大氣層中。這樣的命運在等著火星的衛星火衛一（在3000到5000萬年間），[77]海王星的海衛一（在36億年間）、海衛三、海衛四，[78]木星的木衛十五和木衛十六，[79]和天王星至少16個小衛星。天王星的天衛十甚至可能會與它相鄰的衛星相撞。[80]海王星的海衛四也可能會進入鄰近的海衛五的軌道。
第三種可能是主體行星和衛星彼此潮汐鎖定。這種情況下，潮汐突起將停留在衛星之下，沒有角動量的傳遞，軌道周期不會變。冥王星和卡戎就是這種情形的一個例子。[81]
在2004年卡西尼-惠更斯號太空飛行器到臨之前，土星環曾被認為比太陽系年輕很多，並且不會再存在3億年。與土衛的重力作用預計將逐漸把環的外周掃向行星，流星的摩擦和土星的重力會清除其餘的成分，留下沒有環飾的土星本體。[82]但是「卡西尼」之旅的數據使科學家們修正了這個早期的觀點。觀察顯示10公里寬的冰塊狀物質持續破碎和重新生成，保持環的更新。土星的環要比其它巨大氣體行星的環大得多。這樣龐大的質量據信從45億年前土星的形成之初就保持了它的環，並將在今後的幾十億年內繼續保持。[83]
[编辑] 太陽和行星環境
約54億年之後，太陽核心的所有的氫都會聚變成氦。核心將不再支撐得住重力塌陷，將會開始收縮，加熱核周圍的一個外殼直到裡面的氫開始聚變。[85]這將使其外層急劇擴張，這顆恆星將進入它生命中的紅巨星階段。[88][89]在75億年內，太陽會膨脹到半徑為1.2AU——256倍於它現在的大小。在其紅巨星分支的頂峰，因為巨量增大的表面積，太陽的表面會比現在冷卻很多（大約2600K）， 它的光度會增高很多，會達到現在太陽光度的2700倍。在太陽成為紅巨星的階段，它會產生很強的星風，這將帶走它自身33%的質量。[85][90][91]在這個時候，土星的衛星泰坦，有可能達到可維持生命的表面溫度。[92][93]
當太陽膨脹後，它會吞掉水星，而且金星很可能一併吞掉。地球的命運還不是很清楚。儘管太陽會吞噬地球的現在的軌道，這顆恆星的質量損失（既而更弱的重力）會導致行星的軌道向外移動。如果僅僅如此，金星和地球可能會逃離火海，[90]但2008年的研究認為地球還是會因為與太陽附著不緊密的外層潮汐作用而被吞噬掉。[90] [85]
漸漸地，太陽核心周圍殼裡燃燒的氫將增大核的質量直到達到現今太陽質量的45%。此時密度和溫度如此高以至於氦開始聚變成碳，導致氦閃；太陽的半徑將從約250倍縮至11倍於現在（主序星）的半徑。因此，它的光度會從3000倍跌至54倍於今天的水平，而其的表面溫度則會升至約4770K。[94]太陽將成為一顆水平分支星，平穩地燃燒它核心的氦，大概就像它今天燒氫一樣。氦聚變階段將只持續1億年。最終，它還是得求諸它外層的氫和氦貯備，並且第二次膨脹，變成漸近巨星分支星。太陽的光度會再次升高，達到今天光度的2090倍，並且它會冷卻到大約3500K。[85]這一階段將持續3千萬年，之後，再過10萬年的過程中，太陽的殘留外層將失去，拋射出巨大的物質洪流形成一個光暈（誤導性地）叫行星狀星雲。拋射出來的物質將包含太陽的核反應生成的氦和碳，繼續為未來世代的恆星而富華星際物質以重元素。[95]
環狀星雲，一個近似太陽將成為的行星狀星雲
隨著太陽的死亡，它作用於如行星、彗星和小行星這些天體的重力會隨著它的質量丟失而減弱。[90] [97]如果金星、地球、和火星在這時候還生存，它的軌道會大約位於1.4、1.9和2.8AU。它們和其它剩餘的行星將成為昏暗、寒冷的外殼，完全沒有任何形式的生命。它們將繼續圍繞他們的恆星，其速度因為距離太陽的距離增大和太陽重力的降低而減慢。二十億年後，當太陽冷卻到6000到8000K的範圍，太陽核心的碳和氧將冷卻，它所剩的90%的質量將形成結晶結構。最終，再過數十億年，太陽將完全停止閃耀，成為黑矮星。[98]
[编辑] 星系相互作用
我們的星系中太陽系的位置
太陽系沿著一個距離銀河系銀心大約3萬光年的圓形軌道獨自運行。它的速度大約是每秒鐘220公里。太陽系繞銀心完成一周公轉，即一銀河年大約在2.2~2.5億年的範圍。自從太陽系的形成以來，它已經至少這樣轉了20周。[99]
有些科學家推測太陽系在銀河系中的路徑是在地球上化石記錄中觀測到的周期性生物集群滅絕的一個因素。一個假說建議當太陽繞銀心公轉帶來的豎向震蕩使它規律性地經過銀道面。當太陽軌道把它帶出銀道面，銀河潮汐的影響就弱一些，當它每隔2千萬到2千5百萬年進入銀河盤，它就會受到遠為強烈的「盤潮汐」的影響，根據數學模型，奧爾特彗星的流量會增大4倍，導致毀滅性的撞擊的可能性大大增加。[100]
但是，有其它的論說認為太陽目前靠近銀道面，然而最後一次大滅絕發生在1千5百萬年前。因此太陽的豎向位置不能獨自說明這樣的周期性滅絕，而這樣的滅絕是發生在太陽經過銀河系的螺旋臂的時候。螺旋臂不但是為數眾多的，其重力可干擾奧爾特雲的分子雲的所在，也是明亮的藍巨星的高度密集區所在，藍巨星存在時間短暫，劇烈爆發成超新星。[101]
[编辑] 星系碰撞和行星干擾
通常的誤解認為這樣的碰撞會干擾太陽系的行星軌道。雖然經過的恆星有可能會把行星剝離太陽系送入星系空間，但恆星間的距離如此之巨以至於銀河系和仙女座星系的相撞對單個的恆星系統的干擾是可以忽略不計的。雖然太陽系作為一個整體可能會被這些事件影響，太陽和行星本身預計不會受到干擾。[104]
但是，隨著時間的流逝，遭遇另一顆恆星的累計機率增加，對行星的干擾無可避免。假設宇宙末日的大擠壓或大撕裂不會發生，有計算認為途經的恆星在會1千萬億年內完全剝去死亡的太陽的所有行星。這標誌著太陽系的終結。雖然太陽和行星可能會存在下去，但太陽系，無論是在任何意義上都將不復存在。[2]
[编辑] 年代
太陽系的形成的時間框架是用放射性同位素測定方法測定的。科學家估計太陽系大約46億歲。地球上最老的已知的礦物顆粒大約44億歲。[105] 因為地球表面經常性地被侵蝕作用、火山活動和板塊運動改造，這樣老的岩石比較稀少。科學家用在太陽星雲早期凝縮中形成的隕石來估計太陽系的年齡。幾乎所有的隕石 （見 魔谷隕石）都被發現有46億歲，顯示太陽系大約至少也是這樣老。[106]對其它恆星的星盤研究對太陽系形成的時間表的建立也有頗多貢獻。1百萬到3百萬歲的恆星多富含氣體，而超過1千萬年的恆星星盤含很少到幾乎沒有氣體，顯示它內部的巨大氣體行星已經停止生成。[25]
[编辑] 太陽系演化時序表
注: 此年表中所有時間和年代都應只被視作數量級指標。| 階段 | 距離太陽形成的時間 | 事件 |
|---|---|---|
| 前太陽系 | 太陽系形成前數十億年 | 前代的恆星生存和死亡，把重元素拋出成為星際物質，太陽系從中形成。[15] |
| 太陽系形成前~5×107年 | 如果太陽系在一個獵戶座大星雲一樣的恆星形成區形成，質量大的恆星經歷形成、過其一生、死亡、並且爆發成超新星。其中一顆超新星觸發了太陽系的形成。[9][10] | |
| 太陽系的形成 | 0–1×105 年 | 前太陽星雲形成並且開始坍縮。太陽開始形成。[25] |
| 1×105–5×107 年 | 太陽是一顆金牛T星類型的原恆星。[16] | |
| 1×105–7 年 | 外圍行星形成。107 年，原恆星盤中的氣體被吹走，外圍行星形成可能完成。[25] | |
| 1×107–8 年 | 類地行星和衛星形成。大碰撞開始，地球上被送來水。[1] | |
| 主序星 | 5×107 年 | 太陽成為一顆主序星。[21] |
| 2×108 年 | 地球上最古老的岩石形成。[105] | |
| 5–6×108 年 | 木星和土星的軌道共振把海王星移到了柯伊伯帶。後期重轟炸期在內太陽系開始。[1] | |
| 8×108 年 | 地球上出現已知最早的生命。[53] | |
| 4.6×109 年 | 今天，太陽仍是一顆主序星，每109年變暖變熱約10% 。[84] | |
| 6×109 年 | 太陽適居帶挪出地球的軌道，可能移向火星軌道。[87] | |
| 7×109 年 | 銀河系和仙女座星系開始仙女-銀河碰撞。在兩個星系完全合并前太陽系有微小的可能被仙女座俘獲。[102] | |
| 後主序星 | 10–12×109 年 | 太陽耗盡其核里的氫，結束主序階段生命。太陽開始在赫羅圖上升至紅巨星支，急劇變得更亮（至2700倍）、更大（半徑至250倍）、更冷（降至2600K）：太陽成為紅巨星。水星、金星和地球可能被吞沒。[90][85] |
| ~12×109 年 | 太陽經過氦燃燒的水平分支和漸近巨星分支階段，在後主序期丟失質量的30%。漸近巨星分支期以噴射行星狀星雲結束，留下太陽的核心成為一顆白矮星。[85][95] | |
| 太陽殘骸 | >12×109 年 | 白矮星太陽不再產生能量，開始持續冷卻和暗淡下來，最終走向黑矮星階段。[94][98] |
| 1015 年 | 太陽冷卻到5K。[107]經過的恆星重力把行星從軌道上剝離，太陽系不復存在。[2 |
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