Hệ Mặt Trời
Lịch sử hình thành

Xem thêm: Sự hình thành và tiến hóa của Hệ Mặt Trời
Nhờ các bao thể trong thiên thạch cổ xưa, ta biết rằng hệ Mặt Trời được hình thành 4,568 tỷ năm trước từ đám mây phân tử (nói nôm na là tinh vân). Đám mây này chủ yếu bao gồm hydro, heli và một lượng nhỏ các nguyên tố nặng hơn được tổng hợp bởi các thế hệ sao trước. Đám mây phân tử này có thể rộng đến vài năm ánh sáng và sinh ra nhiều ngôi sao khác trước khi sinh ra hệ Mặt Trời. Khi đám mây này bắt đầu suy sụp hấp dẫn, định luật bảo toàn mô men động lượng nói rằng đám mây sẽ bắt đầu quay nhanh hơn. Trung tâm đám mây bắt đầu nóng lên vì đây là nơi mà phần lớn vật chất tập trung lại. Đám mây phân tử bắt đầu co lại thành đĩa tiền hành tinh có đường kính khoảng 200 au và tiền sao nóng (sau này thành Mặt Trời). Các hành tinh bắt đầu hình thành từ quá trình tích tụ đĩa tiền hành tinh, bụi và khí kết hợp lại để tạo thành các khối lớn hơn dưới tác động của trọng lực.
Hàng trăm phôi hành tinh có thể đã tồn tại trong hệ Mặt Trời sơ khai, nhưng nhiều trong số chúng đã hợp nhất, phá hủy hoặc bị đẩy ra ngoài trong quá trình phát triển hệ Mặt Trời. Ở gần Mặt Trời hình thành nên các hành tinh đất đá (Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa) do chỉ có kim loại và silicat có thể tồn tại thể rắn ở khoảng cách này. Bởi vì kim loại và silicat chỉ chiếm một phần nhỏ trong đĩa tiền hành tinh, các hành tinh đất không thể phát triển quá giới hạn nhất định. Các hành tinh khổng lồ (Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương) hình thành ở xa hơn, nơi mà các chất bình thường là thể khí thì ở dạng rắn. Vật liệu khí hình thành các hành tinh này nhiều hơn so với kim loại và silicat hình thành các hành tinh đất đá, cho phép các hành tinh khủng lồ phát triển đủ bầu khí quyển hydro và heli. Các mảnh vụn còn sót lại tụ tập ở những vùng như vành đai tiểu hành tinh, vành đai Kuiper và đám mây Oort.
Trong vòng 50 triệu năm, áp suất và mật độ hydro ở trung tâm Mặt Trời trở nên đủ lớn để bắt đầu quá trình tổng hợp hạt nhân. Mặt Trời lúc mới sinh ra có độ sáng chỉ đạt khoảng 70% so với hiện tại do khi heli tích tụ tại lõi, Mặt Trời càng trở nên sáng hơn. Nhiệt độ, tốc độ phản ứng, và áp suất tăng lên cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng áp suất nhiệt–lực hấp dẫn. Mặt Trời đã trở thành ngôi sao thuộc dãy chính. Gió Mặt Trời tạo ra thái dương quyển và quét sạch phần còn lại của đĩa tiền hành tinh ra không gian liên sao. Các tương tác hấp dẫn giữa các hành tinh khiến hành tinh di chuyển vào các quỹ đạo khác nhau. Điều này dẫn đến sự không ổn định của quỹ đạo hành tinh, khiến quỹ đạo của hành tinh nhỏ được nới rộng và đưa các hành tinh khí vào quỹ đạo hiện tại.
Các vật thể trong hệ Mặt Trời có sự chuyển động ổn định, nằm trong quỹ đạo cô lập và bị ràng buộc bởi các tương tác hấp dẫn giữa các vật thể. Có khả năng rất bé rằng một ngôi sao khác sẽ đi xuyên qua hệ Mặt Trời trong vài tỷ năm tới. Mặc dù điều này có thể gây mất ổn định và dẫn đến các hành tinh bị đẩy ra và va chạm lẫn nhau, nhiều khả năng Hệ Mặt Trời vẫn sẽ giữ nguyên trạng thái vận động như hiện nay.
Khoảng 5 tỷ năm nữa, khi lượng hydro trong lõi Mặt Trời được chuyển hóa hoàn toàn thành heli, đây sẽ là dấu chấm hết của giai đoạn dãy chính Mặt Trời. Lõi Mặt Trời sẽ co lại, quá trình tổng hợp hydro sẽ diễn ra ở một lớp vỏ bao quanh lõi heli trơ, và năng lượng tỏa ra sẽ lớn hơn. Lớp ngoài của Mặt Trời sẽ phình ra 260 lần so với đường kính hiện tại và Mặt Trời sẽ trở thành sao khổng lồ đỏ. Tại cuối giai đoạn khủng lồ của Mặt Trời, bề mặt Mặt Trời sẽ nguội đi còn 2300 °C, so với 5500 °C hiện nay. Trong tương lại, sự phình ra của Mặt Trời sẽ nuốt chửng sao Thủy và sao Kim và có thể cả Trái Đất. Nhiều khả năng Trái Đất và sao Hỏa sẽ trở thành hành tinh dung nham.
Mặt Trời sẽ đốt cháy heli trong một khoảng thời gian ngắn hơn nhiều so với thời gian nó đốt cháy hydro trong lõi. Các phản ứng hạt nhân trong lõi sẽ suy yếu dần và lớp ngoài của Mặt Trời sẽ bị đẩy vào không gian, để lại sao lùn trắng đặc có khối lượng bằng một nửa khối lượng ban đầu của Mặt Trời nhưng chỉ có đường kính rộng bằng Trái Đất. Các lớp ngoài bị đẩy ra có thể tạo thành tinh vân, trả lại một phần vật chất được làm giàu với các nguyên tố nặng hơn như carbon vào môi trường liên sao để thế hệ sao mới được sinh ra.