太陽系の形成と進化
宇宙に存在する大多数の銀河は銀河系から遠く離れた場所に存在するが、局所銀河群で最大であるアンドロメダ銀河は、秒速120kmの速さで銀河系に近付いている。20億年後には両銀河が衝突し、潮汐力で腕が歪むと考えられる。この衝突が起こると、太陽系は12%の確率で銀河系から投げ出され、3%の確率でアンドロメダ銀河の重力に引っ張られると見積もられている。30%の確率で超大質量ブラックホールが生成し、約70億年かけて銀河系とアンドロメダ銀河は楕円銀河として融合する。融合の過程で十分なガスがあれば、増大する重力によって楕円銀河の中心が形成され、スターバースト銀河と呼ばれる、常よりも激しい勢いで星形成が行われる銀河になる。さらに新しくできるブラックホールにガスが流れこみ、活動銀河が形成される。これらの相互作用によって、太陽系は新しい銀河の銀河ハローに押し出され、衝突による放射からは比較的逃れられると考えられる。
この衝突によって太陽系の惑星の軌道が乱されるというのは、よくある誤解である。そばを通過する恒星の重力で惑星が影響を受けるのは事実であるが、恒星間の距離が遠いため、個々の恒星系への影響は無視できる程度である。太陽系全体は影響を受けるものの、太陽や個々の惑星が乱されることはないと考えられる。
しかし、長い目で見ると、恒星同士がぶつかる累積確率は増大し、惑星が破壊されるのは避けられない確率になる。ビッグクランチやビッグリップが最後に起こらないと仮定すると、近傍を通過する恒星の重力によって、1000兆年以内に既に死んだ太陽の惑星が剥ぎ取られると計算される。これが太陽系の死である。
仮に太陽風の速度が増しても惑星を破壊する程にはならないが、太陽の質量の喪失が残った惑星の軌道を変え、惑星同士が衝突したり、太陽系から弾き出されたり、潮汐力で引き裂かれたりする可能性はある。その後、太陽の残った部分は、太陽質量の54%程度で半径は地球程度の非常に密度の高い白色矮星になる。当初、白色矮星は現在の太陽の100倍の明るさを持つ。フェルミ縮退した炭素と酸素から構成されるが、これらが核融合を起こす程には温度が上がらない。そのため白色矮星となった太陽は徐々に冷え、暗くなっていく。
太陽が死滅すると、惑星、彗星、小惑星等を重力で引き付ける力は弱くなる。残った惑星の軌道は遠ざかり、金星、地球、火星が生き残っていた場合にはその軌道は、それぞれ約1.4、1.9、2.8天文単位となる。その他の惑星も暗く冷たい残骸となり、いかなる生命も完全に存在しなくなる(ただし、太陽が死滅した後も地球上に生命が存在すると考える科学者は少数ながら存在する)。恒星の周りを回り続けるが、軌道は遠くなり太陽の重力も小さくなるため、その公転速度は遅くなる。さらに20億年後、太陽の温度が8000Kから6000K程度にまで低下すると、太陽の核を構成する炭素や酸素が凍って残った物質の90%までが結晶化する。最終的に1兆年後には、太陽は自ら輝くことを止め、黒色矮星になる。なお、太陽がどうやって膨張し太陽系がどのような影響を与えるのか正確に予測するのは困難とされる場合もある。
木星型惑星の移動による重力の釣り合いの変化によって、多数の小天体が内部太陽系に侵入し、それ以前の元々小惑星帯にあった物質が枯渇して現在の状態になった。これが引き金となって、約40億年前の後期重爆撃期が起こった。後期重爆撃期は数億年も続き、月や水星のような内部太陽系の地質学的に死んだ天体ではこの時の名残のクレーターを現在でも見ることができる。知られている地球上で最も古い生命の痕跡は約38億年前のもので、後期重爆撃期が終わった直後の頃に生命が誕生したと考えられているが、近年では生命は、それ以前に発生しており、後期重爆撃を生き抜いたともいわれている。。
このような衝突は、現在でこそ希だが太陽系の進化の過程では普通のことだったと考えられている。それが起き続けていることは、1994年のシューメーカー・レヴィ第9彗星の木星への衝突や、アリゾナ州にあるバリンジャー・クレーターなどから明らかである。