تشکیل و تکامل منظومه شمسی
آینده > محیط‌های پیرامون خورشید و سیارات

در درازمدت، تحولات اساسی منظومه شمسی از خود خورشید و سنش ناشی می‌شود. هرچه خورشید هیدروژن بیشتری می‌سوزاند، گرم‌تر می‌شود و سرعت مصرفش بالاتر می‌رود. در نتیجه خورشید در هر ۱٫۱ میلیارد سال، ۱۰ درصد بزرگتر می‌شود. در دوره زمانی ۱ میلیارد ساله، با افزایش تشعشع، دامنه زندگی خورشید به سمت بیرون خواهد رفت و سطح زمین به قدری گرم خواهد شد که زندگی بر روی ان امکان‌پذیر نخواهد بود. در این نقطه، تمام حیات بر روی زمین منقرض خواهد شد. بخار آب، به عنوان یک گاز گلخانه‌ای قوی، از سطح اقیانوس‌ها، می‌تواند به سرعت گرم شدن زمین شتاب دهد و انقراض حتی زودتر روی دهد. در این شرایط، آزاد شدن کربن‌دی‌اکسید و آب یخ‌زده در سنگ‌پوشه مریخ، به دلیل افزایش دمای سطح آن، می‌تواند موجب افزایش اثر گلخانه‌ای شود و شرایطی مشابه شرایط کنونی زمین را برای حیات فراهم کند. بعد از ۳٫۵ میلیارد سال، شرایط سطح زمین همانند شرایط سطح زهره کنونی خواهد شد.
حدود ۵٫۴ میلیارد سال بعد، هسته خورشید به قدری داغ خواهد شد که هم‌جوشی هیدروژنی در پوسته اطراف آن به راه خواهد افتاد. این شرایط سبب می‌شود که لایه بیرونی خورشید شدیداً گسترش یابد، و خورشید وارد مرحله‌ای از زندگی خود به نام غول سرخ شود.  بعد از ۷٫۵ میلیارد سال، شعاع خورشید به 1.2 AU خواهد رسید، یعنی ۲۵۶ برابر اندازه فعلی. در رشته‌ای از غول سرخ، در نتیجه افزایش سطح خورشید، دمای سطح آن نسبت به حال، به شدت پایین خواهد آمد (۲۶۰۰ کلوین)، و فروزندگیاش در مقایسه با فروزندگی فعلی خورشید، به شدت افززایش می‌یابد (تا ۲۷۰۰ برابر فروزندگی فعلی). به عنوان بخشی از زندگی غول سرخ، یک باد خورشیدی بسیار قوی ایجاد خواهد شد که حدوداً ۳۳ درصد جرم آن را با خود به فضای اطراف می‌برد. ممکن است در این زمان، قمر تایتان از قمرهای کیوان، به دمای مناسب برای ادامه حیات برسد.
با بزرگ‌شدن خورشید، عطارد و زهره بلعیده می‌شوند. سرنوشت زمین خیلی معلوم نیست؛ اگرچه خورشید به مدار فعلی زمین‌خواهد رسید، از دست دادن جرم ستاره موجب می‌شود مدار زمین کمی دورتر شود. اگر تنها عامل مؤثر این بود، زمین و زهره، احتمالاً نجات می‌یافتند، اما مطالعه‌ای در سال ۲۰۰۸ نشان داد که احتمالاً زمین در نتیجه تعامل جزر و مدی با مرز پوشش خارجی خورشید، بلعیده شود.
بتدریج، سوختن هیدروژن در پوسته اطراف هسته خورشید، سبب افزایش جرم هسته آن تا ۴۵ درصد جرم کنونی خواهد شد. در این نقطه، چگالی و دما به قدری زیاد خواهد بود که تبدیل هلیم به کربن آغاز می‌شود، و به فلش هلیم منجر می‌گردد؛ شعاع خورشید، از ۲۵۰ به ۱۱ بار کوچک‌تر از حالت فعلی آن تبدیل می‌شود. فروزندگی آن نیز از ۳۰۰۰ بار، به ۵۴ بار کمتر از حالات فعلی کاهش می‌یابد و دمای سطح آن به حدود ۴۷۷۰ کلوین می‌رسد. خورشید به یک ستاره شاخه افقی تبدیل خواهد شد، و همان‌طور که امروزه در هسته خود هیدروژن را می‌سوزاند، آن زمان هلیم را خواهد سوزاند. مرحله سوخت هلیم ۱۰۰ میلیون سال طول خواهد کشید. نهایتاً، دوباره به ذخایر هیدروژن و هلیم سطح خارجی متوسل و برای بار دوم، منفجر می‌شود و به چیزی تبدیل می‌گردد که به ستاره شاخه غول مجانبی معروف است. در این حالت، فروزندگی خورشید دوباره افزایش می‌یابد، و به ۲۰۹۰ برابری حالت کنونی می‌رسد، و تا ۳۵۰۰ کلوین سرد می‌شود. این فاز نیز ۳۰ میلیون به طول می‌انجامد، و بعد از آن، در یک فرایند ۱۰۰ هزار ساله، لایه خارجی باقی‌مانده آن نیز فرو می‌ریزد و جریان عظیمی از مواد در فضا پخش می‌شود و هاله‌ای از سحابی سیاره‌نما ایجاد می‌گردد. این مواد پراکنده شده، شامل هلیم و کربن حاصل از فرایند هسته‌ای خورشید می‌باشد، و با پیوستن به عناصر سنگین موجود در فضای بین‌ستاره‌ای شرایط لازم برای تشکیل ستاره‌های جدید را ایجاد می‌کند.
این یک رویداد نسبتاً صلح‌آمیز است، چیزی که شباهتی با ابرنواختر ندارد، زیرا خورشید برای این که در بخشی از تکاملش آن را تجربه کند خیلی کوچک است. هر شاهدی افزایش شدیدی در سرعت بادهای خورشیدی ملاحظه خواهد کرد ولی این بادهای برای نابود کردن یک سیاره کافی نیستند. با این وجود، از دست دادن جرم خورشید سبب ایجاد آشوب در مدارهای سیارات نجات یافته می‌شود، موجب برخورد آن‌ها می‌گردد، برخی دیگر از منظومه شمسی خارج می‌شوند، و برخی نیز به وسیله تعاملات جزر و مدی پاره‌پاره می‌شوند. بعد از آن، تنها یک کوتوله سفید از خورشید ما باقی می‌ماند که بسیار چگال است. درحالی که هنوز ۵۴ درصد جرم کل خود را دارا می‌باشد، حجمی به اندازه حجم زمین خواهد داشت. در ابتدا، فروزندگی این کوتوله سفید ۱۰۰ برابر فروزندگی کنونی آن خواهد بود. کل آن از کربن و اکسیژن تشکیل خواهد شد، اما هرگز به دمای کافی برای همجوشی این عناصر نخواهد رسید؛ لذا این خورشید کوتوله، سردتر و تاریک‌تر خواهد شد.
با مرگ ستاره، تأثیر گرانشی آن بر روی سیارات، دنباله‌دارها و سیارک‌ها کاهش خواهد یافت، زیرا جرمش کم می‌شود. مدار تمام سیارات باقی‌مانده بزرگ خواهد شد؛ اگر زهره، زمین و مریخ باقی بمانند، مدارهایشان به ترتیب در 1.4 AU (۲۱۰ میلیون کیلومتر)، 1.9 AU (۲۸۰ میلیون کیلومتر) و 2.8 AU (۴۲۰ میلیون کیلومتر) قرار خواهند گرفت. این سیارات و سایر سیارات باقی مانده، بسیار سرد، تاریک و خالی هر نوع حیات باقی خواهند ماند. آن‌ها به گردش به دور خورشید ادامه خواهند داد، ولی به دلیل افزایش فاصله از خورشید و کاهش گرانش آن، سرعتشان کم‌تر خواهد شد. دو میلیارد سال بعد، با کاهش دمای خورشید تا ۶۰۰۰–۸۰۰۰ کلوین، کربن و اکسیژن هسته آن منجمد خواهند شد، و ۹۰ درصد جرم باقی‌مانده یک ساختار کریستالی ایجاد می‌نماید. نهایتاً بعد از چند میلیارد سال، خورشید دیگر هیچ درخششی نخواهد داشت، و به یک کوتوله سیاه تبدیل می‌شود.