太陽系の形成と進化のソースを表示

[[ファイル:Protoplanetary-disk.jpg|thumb|300px|原始惑星系円盤の想像図]]
'''太陽系の形成と進化'''（たいようけいのけいせいとしんか）は、巨大な[[分子雲]]の一部の重力による収縮が起こった約46億年前に始まったと推定されている。収縮した質量の大部分は集まって[[太陽]]を形成し、残りは扁平な[[原始惑星系円盤]]を形成してここから[[惑星]]・[[衛星]]・[[小惑星]]やその他の[[太陽系小天体]]等ができた。

[[星雲説]]と呼ばれる良く知られたモデルは、[[エマヌエル・スヴェーデンボリ]]、[[イマヌエル・カント]]、[[ピエール＝シモン・ラプラス]]らによって18世紀に唱えられ、後に[[天文学]]・[[物理学]]・[[地質学]]・[[惑星科学]]等科学の広い分野を取り入れていった。1950年代に入って[[宇宙]]の時代が幕を開け、1990年代に[[太陽系外惑星]]が発見されると、新しい発見に合わせてモデルは改変されていった。

[[太陽系]]は当初の姿から進化していった。多くの衛星が、惑星の周りのガスや[[宇宙塵]]の円盤から形成されたり、惑星の重力に捉えられたりして形成された。天体同士の衝突は今日でも続き、太陽系の進化の原動力となっている。惑星の位置はしばしば変化し、入れ替わることもある<ref name="Gomes">{{cite journal | url=http://www.nature.com/nature/journal/v435/n7041/pdf/nature03676.pdf | title=Origin of the cataclysmic Late Heavy Bombardment period of the terrestrial planets | author=R. Gomes, H. F. Levison, K. Tsiganis, A. Morbidelli | journal=Nature | year=2005 | volume=435 | pages=466 | doi=10.1038/nature03676|format=PDF}}</ref>。この惑星軌道の移動は、初期の太陽系の進化の大きな原動力になったと信じられている。

約46億年前、太陽はまだ冷たかった頃から徐々に大きくなって現在の姿になった。将来は[[赤色巨星]]の段階を経て、その外層は吹き飛ばされて[[惑星状星雲]]となり、中心部には[[白色矮星]]が残ると推測されている。さらに遠い将来、近傍を通過する[[恒星]]の[[重力]]によって惑星が奪われていき、最終的に数兆年後には太陽は裸の星になると考えられている<ref name=dyson>{{cite journal|title=Time Without End: Physics and Biology in an open universe|author=Freeman Dyson|work=Institute for Advanced Studies, Princeton New Jersey|journal=Reviews of Modern Physics|volume=51|number=3|pages=447|date=July 1979|url=http://www.think-aboutit.com/Misc/time_without_end.htm|accessdate=2008-04-02|doi=10.1103/RevModPhys.51.447|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080516154840/http://www.think-aboutit.com/Misc/time_without_end.htm|archivedate=2008年5月16日|deadlinkdate=2017年10月}}</ref>。

== 歴史 ==
[[ファイル:Pierre-Simon Laplace.jpg|thumb|星雲説の提唱者の一人ピエール＝シモン・ラプラス]]
世界の起源と終末という思想は有史以来常にあったが、太陽系という概念ができたのは近世以降であるため、これらを太陽系の存在と結びつけて考えることはほとんど皆無だった。太陽系の形成と進化の理論への第一歩は、太陽が中心にあり地球がその周りを回っているという[[地動説]]を広く受け入れることだった。この考え方は1000年間も異端の扱いであったが、17世紀末にやっと世間に受け入れられるようになった。「太陽系」という言葉を用いた最初の記録は1704年に遡る<ref>{{cite web | work=Merriam Webster Online Dictionary | title="Solar system" | url=http://www.merriam-webster.com/dictionary/solar%20system | accessdate=2008-04-15 | year=2008}}</ref>。

現在の太陽系形成の標準的な理論の原型である星雲説は、18世紀に[[エマヌエル・スヴェーデンボリ]]、[[イマヌエル・カント]]、[[ピエール＝シモン・ラプラス]]らによって提唱されたが、当初は受け入れられなかった。最も大きな批判は、惑星と比べて太陽の[[角運動量]]が小さいことを説明できない点であった<ref>{{cite journal | author=M. M. Woolfson | journal=Philosophical Transactions of the Royal Society of London | volume=313 | title=Rotation in the Solar System | year=1984 | pages=5 | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1984RSPTA.313....5W/abstract | doi=10.1098/rsta.1984.0078 }}</ref>。しかし1980年代初頭に、若い恒星の周りに星雲説で予言された冷たいガスと宇宙塵の円盤が見つかると、再び認知されるようになってきた<ref>{{cite web | url=http://space.newscientist.com/channel/solar-system/comets-asteroids/mg13117837.100 | title=Birth of the planets: The Earth and its fellow planets may be survivors from a time when planets ricocheted around the Sun like ball bearings on a pinball table | publisher=New Scientist | author=Nigel Henbest | year=1991 | accessdate=2008-04-18}}</ref>。

太陽がいかにして進化を続けるかを理解するには、太陽のエネルギー源に対する理解が不可欠だったが、[[アーサー・エディントン]]による[[アルベルト・アインシュタイン]]の[[相対性理論]]の解釈によって太陽のエネルギーは[[核 (天体)|核]]で行われる[[原子核融合]]に由来することが明らかとなった<ref>{{cite book | title=The Sun: A Biography | author=David Whitehouse | year=2005 | publisher=John Wiley and Sons | isbn=978-0470092972}}</ref>。1935年にはエディントンはさらに他の[[元素]]も星の内部に由来することを示唆した<ref name=Hoyle2005>{{cite book | title=Fred Hoyle: A Life in Science | author=Simon Mitton | publisher=Aurum|year=2005|chapter=Origin of the Chemical Elements|pages=197–222 | isbn=978-1854109613}}</ref>。[[フレッド・ホイル]]は、この仮定に基づき、[[赤色巨星]]と呼ばれる進化の最終段階を迎えた恒星は核の中で[[水素]]と[[ヘリウム]]より重い元素を生産していると唱えた。赤色巨星の表層が吹き飛ばされるとこれらの元素が露出し、他の恒星系を作るためにリサイクルされる<ref name=Hoyle2005/>。

== 形成 ==
=== 恒星の形成 ===
[[ファイル:M42proplyds.jpg|thumb|ハッブル宇宙望遠鏡によるオリオン大星雲の原始惑星系円盤の様子]]
星雲説によると、太陽系は直径がおよそ数[[光年]]もある巨大な分子雲が重力により収縮してできたとされている<ref name= "Arizona">{{cite web|title=Lecture 13: The Nebular Theory of the origin of the Solar System|url=http://atropos.as.arizona.edu/aiz/teaching/nats102/mario/solar_system.html| author=Ann Zabludoff (University of Arizona) | accessdate=2006-12-27 | date=Spring 2003 }}</ref>。20世紀中頃までは、太陽系は比較的独立に形成されたという見方が一般的だった（[[種族I]]の星の呼び名はこの名残）が、古い[[隕石]]の中から、星の爆発によってしか形成されない<sup>60</sup>Fe等の[[同位体]]が見つかった。これは、太陽の形成過程の近傍で何度かの[[超新星]]爆発が起こったことを示唆している。そのような超新星爆発の[[衝撃波]]が分子雲の中に密度の濃い部分を作り、太陽の形成の引き金になった可能性がある。重く寿命の短い恒星のみが超新星となるため、おそらく[[オリオン大星雲]]のように幾つもの恒星が誕生する巨大な領域で形成されたはずである<ref name=cradle>{{cite journal| year=2004|author= J. Jeff Hester, Steven J. Desch, Kevin R. Healy, Laurie A. Leshin | title= The Cradle of the Solar System|journal=Science| date=2004年5月21日 | pages= 1116–1117 | volume=304 | doi=10.1126/science.1096808 | accessdate=2007-01-11}}</ref><ref name=iron>{{cite journal| journal=Science | year= 2007| volume= 316| issue= 5828| pages=1178–1181| doi=10.1126/science.1141040| title=Evidence for a Late Supernova Injection of <sup>60</sup>Fe into the Protoplanetary Disk| author=Martin Bizzarro, David Ulfbeck, Anne Trinquier, Kristine Thrane, James N. Connelly, Bradley S. Meyer| url= http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/316/5828/1178| format=abstract page}}</ref>。

同じ分子雲の中で太陽と同時期に誕生した恒星はまだ見つかっていない。現在太陽に最も近い[[おおぐま座運動星団]]を構成する星の年齢は3億年程度と、太陽の10分の1ほどしか経っておらず、太陽とは別の起源の星団である。重力の結合が弱い[[散開星団]]では、銀河系中ではおよそ5億年ごとに別の分子雲などの重力構造によって軌道の撹乱を受ける。太陽は誕生してからかなりの撹乱を受け、おおぐま座運動星団の近くを現在通過しているに過ぎないと考えられている。

約46億年前、ガス雲の収縮が起こっている領域の一つで太陽系が形成された<ref name=composition>{{cite conference | author=W. M. Irvine | title=The chemical composition of the pre-solar nebula | book-title=Cometary Exploration | year=1983 | volume=1 | editor=T. I. Gombosi | pages=3–12 | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1983coex....1....3I/abstract}}</ref>。この領域は直径7,000[[天文単位]]から2万天文単位で<ref name= "Arizona" /><ref>An astronomical unit, or AU, is the average distance between the Earth and the Sun, or ~150 million kilometres. It is the standard unit of measurement for interplanetary distances.</ref><ref>{{cite journal|journal=Earth, Moon, and Planets|publisher=Springer Netherlands|volume=34|number=1|year=1986|pages=93–100 |title= Further Considerations on Contracting Solar Nebula|author=J. J. Rawal|work=Nehru Planetarium, Bombay India|url= http://www.springerlink.com/content/r5825j48k66n8284/fulltext.pdf|accessdate=2006-12-27|format=PDF | doi=10.1007/BF00054038 }} </ref>、質量は太陽よりわずかに大きい程度だった。組成は現在の太陽とほぼ同じで、収縮したガス雲の質量の98%は[[宇宙の元素合成#ビッグバン原子核合成|ビッグバンから1億年以内に]]合成された[[水素]]や[[ヘリウム]]に痕跡程度の[[リチウム]]であった。残りの2%は[[宇宙の元素合成#恒星での原子核合成|第一世代の恒星の中で]]合成された[[金属量|重元素]]である<ref>{{harvnb|Zeilik|Gregory|1998|loc=p. 207}}</ref>。それらの恒星は寿命が尽きると、重元素を[[星間物質]]として放出した<ref name=Lineweaver2001>{{cite journal |title=An Estimate of the Age Distribution of Terrestrial Planets in the Universe: Quantifying Metallicity as a Selection Effect |author=Charles H. Lineweaver | journal=Icarus | volume=151 | pages=307 | year=2001 | doi=10.1006/icar.2001.6607 | id={{arxiv|archive=astro-ph|id=0012399}} }}</ref>。

[[角運動量保存の法則]]により、[[星雲]]は収縮時より速く自転する。星雲内の物質の密度が高まると、原子が頻繁に衝突し、[[運動エネルギー]]が[[熱]]に変換される。最も密度が高くなる中心は、周囲の円盤と比べかなり温度が高くなる<ref name= "Arizona"/>。10万年程度経つと<ref name=Montmerle2006>{{cite journal|author=Thierry Montmerle, Jean-Charles Augereau, Marc Chaussidon |title=Solar System Formation and Early Evolution: the First 100 Million Years|journal=Earth, Moon, and Planets|volume=98|publisher=Spinger|pages=39–95|year=2006|doi=10.1007/s11038-006-9087-5| url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2006EM%26P...98...39M/abstract}}</ref>、重力、ガス圧、磁場、回転等の拮抗した力により、直径200天文単位以下の[[原始惑星系円盤]]が形成され<ref name= "Arizona" />、その中心に温度と密度が高い原始星が形成される<ref> {{cite journal | year= 2005|author=Jane S. Greaves | title= Disks Around Stars and the Growth of Planetary Systems| journal=Science | volume=307 | pages=68 | doi=10.1126/science.1101979 }} </ref>。

進化のこの段階では、太陽は[[おうし座T型星]]のような星だったと考えられている。観測の結果、おうし座T型星は太陽質量の0.001倍から0.1倍の質量の原始惑星系円盤を伴っていることが分かっている<ref name= "Kitamara">{{cite conference | author=M. Momose, Y. Kitamura, S. Yokogawa, R. Kawabe, M. Tamura, S. Ida | title=Investigation of the Physical Properties of Protoplanetary Disks around T Tauri Stars by a High-resolution Imaging Survey at lambda = 2 mm | book-title=The Proceedings of the IAU 8th Asian-Pacific Regional Meeting, Volume I | year=2003 | publisher=Astronomical Society of the Pacific Conference Series | volume=289 | editor=Ikeuchi, S., Hearnshaw, J. and Hanawa, T. | pages=85 | url=https://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?2003ASPC..289...85M&amp;data_type=PDF_HIGH&amp;whole_paper=YES&amp;type=PRINTER&amp;filetype=.pdf | format=PDF}}</ref>。この円盤は[[ハッブル宇宙望遠鏡]]での観測によると数百天文単位の範囲に広がっている<ref>{{cite journal| journal=The Astronomical Journal| month= March| year= 1999| volume= 117| pages=1490–1504| doi=10.1086/300781| title=Hubble Space Telescope/NICMOS Imaging of Disks and Envelopes around Very Young Stars|author=Deborah L. Padgett, Wolfgang Brandner, Karl R. Stapelfeldt et al. | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1999AJ....117.1490P/abstract}}</ref>。温度はせいぜい数千ケルビンと低い<ref>{{cite journal | author=M. Küker, T. Henning, G. Rüdiger | title=Magnetic Star-Disk Coupling in Classical T Tauri Systems | journal=Astrophysical Journal | year=2003 | volume=589 | pages=397 | doi=10.1086/374408 | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2003ApJ...589..397K/abstract}}</ref>。5000万年以内には太陽の中心の温度と圧力は十分高くなって水素の融合が始まり、[[静水圧平衡]]に達するまで重力による収縮が続いた<ref name=Yi2001>{{cite journal | author= Sukyoung Yi, Pierre Demarque, Yong-Cheol Kim, Young-Wook Lee, Chang H. Ree, Thibault Lejeune, Sydney  Barnes | title=Toward Better Age Estimates for Stellar Populations: The <math>Y^{2}</math> Isochrones for Solar Mixture | journal=Astrophysical Journal Supplement | id={{arxiv|archive=astro-ph|id=0104292}} | year=2001 | volume=136 | pages=417 | doi=10.1086/321795 | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2001ApJS..136..417Y/abstract}}</ref>。これは、太陽が[[主系列星]]と呼ばれる段階に入ったことを意味する。主系列星とは、内部で水素の[[核融合]]によりヘリウムを生成することでエネルギーを生産している恒星のことである。太陽は今日でも主系列星の一つである<ref name=sequence>{{harvnb|Zeilik|Gregory|1998|loc=p. 320}}</ref>。

=== 惑星の形成 ===

様々な惑星は、太陽の形成後に残ったガスや宇宙の円盤から形成されたと考えられている<ref>{{cite journal|title=Chondrule-forming Shock Fronts in the Solar Nebula: A Possible Unified Scenario for Planet and Chondrite Formation|author=A. P. Boss, R. H. Durisen|doi = 10.1086/429160|url=http://www.journals.uchicago.edu/doi/abs/10.1086/429160|year=2005|journal=The Astrophysical Journal|volume=621|pages=L137–L140|format=abstract page}}</ref>。今日最も広く受け入れられている仮説は、[[降着円盤]]モデルとして知られているものである。このモデルでは、まず宇宙塵が太陽の周囲の軌道を回り始め、次々に衝突して1kmから10km程度の[[微惑星]]という塊を作る。その後数百万年間は衝突により、1年あたり数cm程度の速さで成長する<ref>{{cite journal | author=P. Goldreich, W. R. Ward | title=The Formation of Planetesimals | journal=Astrophysical Journal | year=1973 | volume=183 | pages=1051 | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1973ApJ...183.1051G/abstract | accessdate=2006-11-16 | doi=10.1086/152291}}</ref>。

太陽から4天文単位以内の内部太陽系では、[[水]]や[[メタン]]等の揮発性の分子が凝縮するには温度が高すぎるため、金属（[[鉄]]・[[ニッケル]]・[[アルミニウム]]など）や[[ケイ酸塩]]などの融点の高い物質が微惑星を形成し、岩石質の惑星（[[地球型惑星]]：[[水星]]・[[金星]]・[[地球]]・[[火星]]）になった。これらの物質は宇宙では珍しく、星雲中には0.6%程度しか存在しないため、地球型惑星はそれほど大きく成長出来なかった<ref name=Arizona />。岩石質の原始天体（惑星の胚）は[[地球質量]]の5%程度まで成長し、その後は衝突合体を繰り返して大きくなったが、太陽形成後10万年程度で集積が止まった<ref name=sciam />。

巨大ガス惑星（[[木星型惑星]]：[[木星]]・[[土星]]・[[天王星]]・[[海王星]]）は、火星軌道と木星軌道の間の、揮発性物質が凝結して固体になる[[雪線 (天文学)|雪線]]（フロストライン）よりも外側で形成された。木星型惑星を形成する氷は地球型惑星を形成する鉄やケイ酸塩よりも豊富にあり、宇宙に最も多量に存在する水素やヘリウムを捕獲するのに十分な質量を持つに至った<ref name="Arizona" />。[[凍結線|雪線]]より外側の原始天体は、300万年の間に地球質量の4倍程度になった<ref name=sciam />。今日では、4つの木星型惑星の質量を合計すると、太陽の周りを回る天体の全質量の99%にもなる<ref>Combined mass of Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune= 445.6 Earth masses. Mass of remaining material= ~5.26 Earth masses or 1.1% (see [[:en:Solar System#Notes|Solar System#Notes]] and [[:en:List of Solar System objects by mass|List of Solar System objects by mass]])</ref>。木星が雪線のすぐ外側に存在することは、偶然ではないと考えられている。雪線上には蒸発した大量の水が溜まるため、圧力が低い領域が形成され、軌道上を回っている宇宙塵を加速するとともに太陽の方向への動きを押しとどめる。この効果により、雪線外の物質は5天文単位以上太陽に近づくことが出来なくなる。これによって物質の集積が加速し、地球質量の10倍程度の塊ができる。これが周囲の水素を取り込み、1000年程度で地球質量の150倍まで成長し、最終的には地球質量の318倍になった。土星は、木星より数百万年後になって形成されたため、周囲に利用出来るガスが少なく、木星と比べて若干小さくなった<ref name=sciam>{{cite journal|title=The Genesis of Planets|author=Douglas N. C. Lin | journal=Scientific American | issue=5|volume=298|date=May 2008 | pages=50–59 | url=http://www.sciam.com/article.cfm?id=the-genesis-of-planets | format=fee required}}</ref>。

若い太陽の様なおうし座T型星タイプの星は、安定した古い星に比べて、強い[[恒星風]]が吹く。天王星と海王星は、木星と土星ができた後、太陽風が強く吹き始めて、ガスや宇宙塵の多くが散逸してから形成されたと考えられている。結果として、これらの惑星が獲得できた水素やヘリウムは1地球質量に満たない程度となった。天王星や海王星はしばしば明確な核を持たないとも言われている<ref name="thommes"/>。これらの惑星の形成理論の上での問題点は、形成のタイムスケールである。現在の位置で形成されたと仮定すると、核が形成されるまでに1億年もかかる。そのため、天王星と海王星は木星と土星の間くらいの位置で形成されてから外側へ移動（ミグレーション）した可能性もある<ref name=Levinson2007/><ref name="thommes"/>。惑星の移動は常に太陽の方向に向かうものばかりではなく、[[宇宙探査機]][[スターダスト (探査機)|スターダスト]]による[[ヴィルト第2彗星]]からの[[サンプルリターン]]によって、太陽系形成時の物質が太陽の方向から[[エッジワース・カイパーベルト]]の方向へ移動したことを示唆する結果が得られている<ref> {{cite web |year= 2006|author=Emily Lakdawalla|work=The Planetary Society|title=Stardust Results in a Nutshell: The Solar Nebula was Like a Blender| url=http://www.planetary.org/blog/article/00000735/| accessdate=2007-01-02}}</ref>。

300万年から1000万年後には<ref name=sciam/>、若い太陽の太陽風によって原始惑星系円盤のガスや宇宙塵が全て宇宙空間に吹き飛ばされ、惑星の成長が止まったと考えられる<ref>{{cite journal | author=B. G. Elmegreen| title=On the disruption of a protoplanetary disc nebula by a T Tauri like solar wind | journal=Astronomy & Astrophysics | year=1979 | volume=80 | pages=77 | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1979A%26A....80...77E/abstract | accessdate=2006-11-19}}</ref><ref>{{Cite web |date=2004-11-24 |author=Heng Hao |work=Harvard University |title=Disc-Protoplanet interactions |url=http://cfa-www.harvard.edu/~kstanek/astro200/disk-protoplanet.pdf |accessdate=2006-11-19 |format=PDF |archiveurl=https://web.archive.org/web/20060907170907/http://cfa-www.harvard.edu/~kstanek/astro200/disk-protoplanet.pdf |archivedate=2006-09-07 |url-status=dead|url-status-date=2017-10 }}</ref>。

== その後の進化 ==
{{See also|ニースモデル|グランド・タック・モデル}}
かつて、惑星は現在見られる位置の近傍で作られたと考えられていた。しかし、20世紀終わりから21世紀初めにかけて、この考え方は劇的に変わりつつある。現在では、今の太陽系の姿は形成当時とかなり異なっていると信じられている。例えば、内部太陽系に少なくとも水星程度の大きさの天体がいくつかあり、外部太陽系は今よりずっと小さく、エッジワース・カイパーベルトは太陽に近かったと考えられている<ref>{{cite web|author=[[マイケル・ブラウン (天文学者)|Mike Brown]] (California Institute of Technology)|url= http://www.gps.caltech.edu/~mbrown/planetlila/moon/index.html|title=Dysnomia, the moon of Eris|work=Personal web site|accessdate=2008-02-01}}</ref>。

=== 地球型惑星 ===
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[[ファイル:Giant Impact 2.jpg|thumb|ジャイアントインパクトの想像図]]
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惑星の形成がほぼ終わる頃には、内部太陽系には[[月]]から火星程度のサイズの[[原始惑星]]が50個から100個程もあったと考えられている<ref name=Petit2001/><ref name= Kominami>{{cite journal|title=The Effect of Tidal Interaction with a Gas Disk on Formation of Terrestrial Planets|author=Junko Kominami, [[井田茂|Shigeru Ida]]|work=Department of Earth and Planetary Sciences, [[東京工業大学|Tokyo Institute of Technology]], Ookayama, Meguro-ku, Tokyo| year=2001 | doi=10.1006/icar.2001.6811|journal=Icarus|
volume=157|issue=1|pages=43–56}}</ref>。その後数億年かけて衝突や融合を繰り返して今の姿に近づいてきた。これらの天体はお互いの重力に引かれあって最終的に現在の4個に落ち着いた<ref name=sciam />。この際の[[ジャイアント・インパクト説|大きな衝突]]によって、月ができたり、水星の外殻が消失したりしたと考えられている<ref name=Solomon2003>{{cite journal|author=Sean C. Solomon|title=Mercury: the enigmatic innermost planet|journal=Earth and Planetary Science Letters|volume=216|year=2003|pages=441–455|doi=10.1016/S0012-821X(03)00546-6| url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2003E%26PSL.216..441S/abstract}}</ref>。

このモデルでの未解決の問題の1つは、初期の楕円に近い内部惑星の軌道が、いかにして今日のほぼ円に近い安定軌道に移ったかということである<ref name=Petit2001/>。この離心率の減少に対する仮説の1つは、地球型惑星の周りに残ったガス円盤との間に[[力学的摩擦]] {{enlink|dynamical friction}} が働いて運動エネルギーが低下し、軌道が変わったというものである<ref name= Kominami />。しかしそもそもそのようなガスが残っていたら、初期の軌道自体が楕円にはならなかったとも考えられる<ref name=sciam />。もう1つの仮説は、力学的摩擦は惑星とガスの間ではなく、惑星と当時残っていた小天体の間に働いたとするものである。大きな天体が小天体で混み合った中を通ると、大きな天体の重力に小天体が引き寄せられて密度の高い「航跡」が形成される。この航跡の重力によって大きな天体の進行速度が遅くなり、軌道が変わったと考えられる<ref>{{cite journal|title=Final Stages of Planet Formation|author=Peter Goldreich, Yoram Lithwick, Re’em Sari|journal=The Astrophysical Journal|volume=614|pages=497|date=10 October 2004|doi=10.1086/423612}}</ref>。

=== 小惑星帯 ===
地球型天体領域と木星型天体領域の間、太陽から2 - 4天文単位の位置に[[小惑星帯]]がある。小惑星帯には地球2,3個分の物質が集まり、実際に多くの微惑星がここで形成された。これらは岩石質であり、後に融合して20個から30個の月から火星程度の大きさの原始惑星を作った<ref name=Bottke2005>{{cite journal|author=William F. Bottke, Daniel D. Durda, David Nesvorny et al. | title=Linking the collisional history of the main asteroid belt to its dynamical excitation and depletion | journal=Icarus | volume=179 | pages=63–94|year=2005 | doi=10.1016/j.icarus.2005.05.017 | url=http://www.boulder.swri.edu/~bottke/Reprints/Bottke_Icarus_2005_179_63-94_Linking_Collision_Dynamics_MB.pdf|format=PDF }}</ref>。しかし木星に近かったため、太陽より約300万年遅れてそれらが形成された後にこの近辺で大きな変化が起こった<ref name=Petit2001>{{cite journal|author=Jean-Marc Petit, Alessandro Morbidelli|title=The Primordial Excitation and Clearing of the Asteroid Belt|journal=Icarus|volume=153| pages=338–347|year=2001|doi=10.1006/icar.2001.6702| url=http://www.gps.caltech.edu/classes/ge133/reading/asteroids.pdf|format=PDF}}</ref>。木星と土星の[[軌道共鳴]]が小惑星帯に部分的に強く働き、大きな原始惑星との重力的な相互作用は多くの微惑星を散乱させた。木星の重力はこの共鳴軌道の天体の速度を速め、衝突の頻度を高めた<ref>{{cite journal | author=R. Edgar, P. Artymowicz | title=Pumping of a Planetesimal Disc by a Rapidly Migrating Planet | journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society | year=2004 | volume=354 | pages=769-772 | url=http://www.utsc.utoronto.ca/~pawel/edgar+artymowicz.pdf | format=PDF | accessdate=2008-05-12 | doi = 10.1111/j.1365-2966.2004.08238.x}}</ref>。

木星の軌道が徐々に内側に移動してくると、共鳴点も小惑星帯の中を移動し、天体の密度や速度は激しく変化した<ref>{{cite conference | author=E. R. D. Scott | title=Constraints on Jupiter's Age and Formation Mechanism and the Nebula Lifetime from Chondrites and Asteroids | book-title = Proceedings 37th Annual Lunar and Planetary Science Conference | publisher = Lunar and Planetary Society | year=2006 | location = League City, Texas | url =https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2006LPI....37.2367S/abstract | accessdate = 2007-04-16
}}</ref>。共鳴の累積作用や原始惑星は微惑星を小惑星帯から散乱させ、または離心率や軌道傾斜角を増大させた<ref name=Bottke2005/><ref name=OBrien2007/>。大きな原始惑星の一部は木星の重力によって弾き出されたが、他はさらに内側に移動し、地球型惑星への最後の付加物となった<ref name=Raymond2007/><ref name=Bottke2005/><ref>{{cite web| author= Susan Watanabe| date=20 July 2001| url =http://www.jpl.nasa.gov/news/features.cfm?feature=520| title =Mysteries of the Solar Nebula| publisher = NASA| accessdate = 2007-04-02}}</ref>。この第一の質量減少期 (depletion period) の間に、巨大ガス惑星と原始惑星の効果によって、小惑星帯の総質量は地球の1%以下にまで減少し、そのほとんどが小さな微惑星で占められるようになった<ref name=OBrien2007>{{cite journal|author= David O’Brien, Alessandro Morbidelli, William F. Bottke|title=The primordial excitation and clearing of the asteroid belt?Revisited |journal=Icarus|volume=191| pages=434–452 |year=2007|doi= 10.1016/j.icarus.2007.05.005|format=PDF| url=http://www.boulder.swri.edu/~bottke/Reprints/OBrien_2007_Icarus_191_434_Primordial_Excitation_Clearing_Asteroid_Belt.pdf}}</ref>。現在は地球質量の約2000分の1であり、この段階ではまだその10倍から20倍程度が残っていた<ref name=Krasinsky2002>{{cite journal |author=[[:en:Georgij A. Krasinsky|Georgij A. Krasinsky]], [[:en:Elena V. Pitjeva|Elena V. Pitjeva]], M. V. Vasilyev, E. I. Yagudina | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2002Icar..158...98K?data_type=HTML&format=&high=4326fb2cf906949&db_key=AST |title=Hidden Mass in the Asteroid Belt |journal=Icarus |volume=158 |issue=1 |pages=98–105 |month=July |year=2002 |doi=10.1006/icar.2002.6837}}</ref>。現在の質量にまでなった第二の質量減少期は、木星と土星が現在の2:1の共鳴軌道に入ってからだと考えられている。

現在地球に存在する6{{e|21}}kgに及ぶ水も、内部太陽系の[[ジャイアント・インパクト説|ジャイアント・インパクト期]]に初期の小惑星帯からもたらされたと考えられている。水は、地球形成時から存在していたとするには揮発性が高すぎるため、太陽系のより外側の、より低温の領域から供給されていたはずである<ref name=Hsieh2006 />。この水は、木星によって小惑星帯から弾き出された原始惑星や微惑星からもたらされたと考えられている<ref name=Raymond2007>{{cite journal | author=Sean N. Raymond, Thomas Quinn, Jonathan I. Lunine |title=High-resolution simulations of the final assembly of Earth-like planets 2: water delivery and planetary habitability | journal=Astrobiology | volume=7 | pages=66–84 | year=2007 | doi=10.1089/ast.2006.06-0126 | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2007AsBio...7...66R/abstract}}</ref>。2006年に発見された[[メインベルト彗星]] {{enlink|Main-belt comet}} も、地球に水をもたらした候補と考えられている<ref name=Hsieh2006>{{cite journal|title=A Population of Comets in the Main Asteroid Belt|author=Henry H. Hsieh, [[デビッド・C・ジューイット|David Jewitt]] | journal=Science|date=23 March 2006 | volume=312|number=5773|pages=561–563 | doi=10.1126/science.1125150| url=http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/312/5773/561|accessdate=2008-04-05|format=abstract page}}</ref><ref>{{cite web|title=New comet class in Earth's backyard|url=http://www.astronomy.com/asy/default.aspx?c=a&id=4100| work=astronomy.com|author=Francis Reddy|year=2006|accessdate=2008-04-29}}</ref>。対照的に、エッジワース・カイパーベルトや以遠から来る[[彗星]]は、地球の水の総量の6%以下にしか寄与していないと考えられている<ref>{{cite journal | author= A. Morbidelli, J. Chambers, J. I. Lunine, J. M. Petit, F. Robert, G. B. Valsecchi, K. E. Cyr | title= Source regions and timescales for the delivery of water to the Earth | journal= Meteoritics & Planetary Science | volume=35 | pages=1309 | issn= 1086-9379 | year=2000 }}</ref><ref name="Gomes"/>。[[パンスペルミア説]]では、[[生命]]自体がこのようにして地球にやってきたとされているが、この説は広く受け入れられているとは言えない<ref>{{cite journal|title=From Panspermia to Bioastronomy, the Evolution of the Hypothesis of Universal Life|author=Florence Raulin-Cerceau, Marie-Christine Maurel, Jean Schneider|publisher=Springer Netherlands|journal=Origins of Life and Evolution of Biospheres|year=1998|volume=28|doi=10.1023/A:1006566518046 | pages=597–612|url=http://www.springerlink.com/content/m1t14rtr7372tp22/|accessdate=2007-12-19}}</ref>。

=== 惑星の軌道の移動 ===
[[ファイル:Lhborbits.png|thumb|300px|外部太陽系とエッジワース・カイパーベルトの軌道の変化のシミュレーション：a)木星と土星が2:1の軌道共鳴状態になる前、b)海王星の軌道が変化した後の、カイパーベルト天体の散乱、c)カイパーベルト天体が木星によって元の位置から一掃された後<ref name="Gomes">{{cite journal | url=http://www.nature.com/nature/journal/v435/n7041/pdf/nature03676.pdf | title=Origin of the cataclysmic Late Heavy Bombardment period of the terrestrial planets | author=R. Gomes, H. F. Levison, K. Tsiganis, A. Morbidelli | journal=Nature | year=2005 | volume=435 | pages=466 | doi=10.1038/nature03676|format=PDF}}</ref>]]
星雲説では、巨大氷惑星（[[天王星型惑星]]）とも呼ばれる外側にある2つの惑星の位置は説明ができない。天王星と海王星はガスや宇宙塵の少ない領域にあり、軌道周期も形成には長すぎる。そのためこの2つの惑星は、物質がより豊富に存在していた木星や土星の近傍で形成され、数億年かけて現在の位置に移動（[[惑星移動]]）したと考えられている<ref name="thommes">{{cite journal | author=E. W. Thommes, M. J. Duncan, H. F. Levison | title=The Formation of Uranus and Neptune among Jupiter and Saturn | journal=Astronomical Journal | id={{arxiv|archive=astro-ph|id=0111290}} | year=2002 | volume=123 | pages=2862 | doi=10.1086/339975 | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2002AJ....123.2862T/abstract}}</ref>。

外部惑星が形成後に移動したと考えることは、太陽系の最外縁領域の存在と性質を説明する上でも不可欠である<ref name=Levinson2007>{{cite journal | author=Harold F. Levison, Alessandro Morbidelli, Crista Van Laerhoven et al. | title=Origin of the Structure of the Kuiper Belt during a Dynamical Instability in the Orbits of Uranus and Neptune|year=2007| url=http://adsabs.harvard.edu/abs/2007arXiv0712.0553L | id={{arxiv|id=0712.0553}} }}</ref>。海王星以遠の[[太陽系外縁天体|太陽系外縁部]]にあるエッジワース・カイパーベルト、[[散乱円盤天体|散乱円盤]]、[[オールトの雲]]等は氷で出来た小天体がまばらに存在する領域で、多くの彗星の発生源と考えられている。これらの太陽から遠い場所では原始太陽系星雲が散逸する前に惑星を形成するには凝集が遅すぎ、また宇宙塵の円盤も惑星を形成するには質量密度が十分ではなかった。エッジワース・カイパーベルトは太陽から30天文単位から55天文単位付近に存在し、散乱円盤は太陽から約100天文単位以遠にまで達し<ref name=Levinson2007/>、オールトの雲は約5万天文単位あたりから始まっている<ref>{{cite web
 |title=Origin and dynamical evolution of comets and their reservoirs
 |author=Alessandro Morbidelli
 |url=https://arxiv.org/abs/astro-ph/0512256
 |year=2006 |accessdate=2007-05-26
 |date=3 February 2008 |format=PDF |publisher=arxiv}}</ref>。しかし元々、エッジワース・カイパーベルトは今よりも密度が濃くまた太陽に近く、外縁は太陽から約30天文単位、内縁は形成されたばかりで今よりやや太陽に近かった頃の天王星や海王星の軌道（15から20天文単位で、現在とは逆に海王星より天王星の方が太陽から遠かった）のすぐ外側にあったと考えられている<ref name=Levinson2007/><ref name="Gomes"/>。

太陽系の形成後、巨大惑星の軌道は、それぞれお互いの重力の影響を受けながら、残っていた多数の微惑星と共にすこしずつ移動してきた。5億年から6億年経つと、木星と土星は2:1共鳴の軌道に落ち着き<ref name=Levinson2007/>、この共鳴により外側の天体がさらに外側に押し出された。海王星は天王星を追い越して原始カイパーベルトに入り込んだ。それらの惑星は外側に向かって移動する間に、氷で出来た小天体の大部分を内側へ散乱させた。散乱させられた微惑星は次の惑星に出会うと、同じように内側へ移動する間に惑星の軌道を外側へ動かした<ref>{{cite web|url=http://www.psrd.hawaii.edu/Aug01/bombardment.html|title= Uranus, Neptune, and the Mountains of the Moon|work= Planetary Science Research Discoveries | date=21 August 2001 | author=G. Jeffrey Taylor | publisher = Hawaii Institute of Geophysics &amp; Planetology |accessdate=2008-02-01}}</ref>。このプロセスは微惑星が木星と相互作用して、その重力によって離心率の高い楕円軌道に移るか太陽系から完全に放り出されるまで続いた。これによって木星はわずかに内側へ移動した。これらの木星によって楕円軌道に散乱させられた天体がオールトの雲を形成した<ref name=Levinson2007/>。海王星の移動による散乱の度合が低かった天体が現在のエッジワース・カイパーベルトや散乱円盤を形成した<ref name=Levinson2007/>。このシナリオはエッジワース・カイパーベルトや散乱円盤の現在の質量の少なさを説明する。[[冥王星]]を含む一部の散乱させられた天体は、海王星の軌道と重力的に結びつき、[[軌道共鳴|平均運動共鳴]]の状態になる<ref name=Malhorta1995>{{cite journal | author=R. Malhotra | title=The Origin of Pluto's Orbit: Implications for the Solar System Beyond Neptune | journal=Astronomical Journal | id={{arxiv|archive=astro-ph|id=9504036}} | year=1995 | volume=110 | pages=420 | doi=10.1086/117532 | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1995AJ....110..420M/abstract }}</ref>。最終的に、微惑星円盤の摩擦が天王星と海王星の軌道を再び円形にした<ref name=Levinson2007/><ref name="fogg_nelson">{{cite journal | author=M. J. Fogg, R. P. Nelson | title=On the formation of terrestrial planets in hot-Jupiter systems | journal=Astronomy & Astrophysics | id={{arxiv|archive=astro-ph|id=0610314}} | year=2007 | volume = 461 | pages=1195 | doi=10.1051/0004-6361:20066171 }}</ref>。

木星型惑星とは対照的に、地球型惑星の軌道は[[ジャイアント・インパクト説|ジャイアント・インパクト期]]以降は安定しており、太陽系が寿命に達するまで大幅に移動することはないと考えられている<ref name=sciam/>。

=== 後期重爆撃期 ===
[[ファイル:Barringer Meteor Crater, Arizona.jpg|thumb|5万年前に形成されたバリンジャー・クレーター]]
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<ref name=OBrien2007>{{cite journal|author= David O’Brien, Alessandro Morbidelli, William F. Bottke|title=The primordial excitation and clearing of the asteroid belt?Revisited |journal=Icarus|volume=191| pages=434–452 |year=2007|doi= 10.1016/j.icarus.2007.05.005|format=PDF| url=http://www.boulder.swri.edu/~bottke/Reprints/OBrien_2007_Icarus_191_434_Primordial_Excitation_Clearing_Asteroid_Belt.pdf}}</ref>。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<ref name="Gomes"/><ref name=shuffle>{{cite web |year= 2005| author= Kathryn Hansen | title=Orbital shuffle for early solar system | work=Geotimes | url=http://www.agiweb.org/geotimes/june05/WebExtra060705.html| accessdate=2006-06-22}} </ref>。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<ref name="Gomes"/><ref>{{cite web|url=http://history.nasa.gov/SP-467/ch3.htm | title=Chronology of Planetary surfaces|work=NASA History Division|accessdate=2008-03-13}}</ref>。知られている地球上で[[生命の起源|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。<ref name=life>{{cite press release | title=UCLA scientists strengthen case for life more than 3.8 billion years ago|url=http://www.eurekalert.org/pub_releases/2006-07/uoc--uss072006.php | date=21 July 2006 | publisher=University of California-Los Angeles | accessdate=2008-04-29}}</ref>。

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。このような衝突による天体成長のプロセスはまだ完了しておらず、いまだに地球上の生命の脅威の1つになっている<ref>{{cite journal| journal=Abhandlungen der Geologischen Bundeanstalt, Wien,| volume=53| pages=51–54| year=1996| title=The Risk to Civilization From Extraterrestrial Objects and Implications of the Shoemaker-Levy 9 Comet Crash| author=Clark R. Chapman| url=http://www.geologie.ac.at/filestore/download/AB0053_051_A.pdf| format=PDF| accessdate=2008-05-06| issn=00167800| archiveurl=https://web.archive.org/web/20080910084647/http://www.geologie.ac.at/filestore/download/AB0053_051_A.pdf| archivedate=2008年9月10日| deadlinkdate=2017年10月}}</ref><ref name=Agnor2006>{{cite journal|title=Neptune’s capture of its moon Triton in a binary-planet gravitational encounter|author=Craig B. Agnor, Hamilton P. Douglas|journal=Nature|volume=441|pages=192–194|doi=10.1038/nature04792|url=http://www.es.ucsc.edu/~cagnor/papers_pdf/2006AgnorHamilton.pdf|year=2006|format=PDF|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070621182809/http://www.es.ucsc.edu/~cagnor/papers_pdf/2006AgnorHamilton.pdf|archivedate=2007年6月21日|deadlinkdate=2017年10月}}</ref>。

外部太陽系の進化は、近傍の[[超新星]]爆発や、[[星間雲]]を通過することなどの影響を受けていると考えられている。外部太陽系の天体の表面は、[[太陽風]]、微小隕石、中性の[[星間物質]]等によって[[宇宙風化]] {{enlink|space weathering}} 作用を受ける<ref>{{cite journal | url=http://www.agu.org/sci_soc/EISclark.html | title=Interplanetary Weathering: Surface Erosion in Outer Space|author=Beth E. Clark, Robert E. Johnson | journal= Eos, Transactions, American Geophysical Union | doi=10.1029/96EO00094 | volume=77 | pages=141 | year=1996 | accessdate=2008-03-13}}</ref>。

後期重爆撃期以後の小惑星帯の進化は主に衝突によるものである<ref name=Bottke2005b>{{cite conference|author1=William F. Bottke |author2=D. Durba |author3=D. Nesvorny |display-authors=etal|title=The origin and evolution of stony meteorites|conference=Dynamics of Populations of Planetary Systems|book-title=Proceedings of the International Astronomical Union|volume=197|pages=357–374|year=2005|doi=10.1017/S1743921304008865|format=PDF| url=http://www.boulder.swri.edu/~bottke/Reprints/Bottke_IAU197_Belgrade_Origin_Stony_Met.pdf}}</ref>。十分に質量の大きな天体であれば、激しい衝突によって破砕され飛散しようとする物質の大部分を重力によって繋ぎ止め続けることができるが、小惑星帯ではそのような例は少ない。結果として多くの大きな天体は破壊され、あまり激しくない衝突を生き残った物からもしばしば新しい小さな天体ができる<ref name=Bottke2005b/>。衝突によって生まれた破片は[[小惑星族]]を形成する。また小惑星の周囲を回っている[[小惑星の衛星|衛星]]は、[[母天体]]の重力から逃げ切れなかった物質が集まったものと考えられている<ref>{{cite web
  | author=H. Alfven, G. Arrhenius
  | year=1976
  | url =http://history.nasa.gov/SP-345/ch4.htm
  | title =The Small Bodies
  | work=SP–345 Evolution of the Solar System
  | publisher = NASA
  | accessdate = 2007-04-12 }}</ref>。

== 衛星 ==
衛星は、惑星や他の多くの太陽系の天体が出来た頃に出来たと考えられている。月等の衛星は、次の3つの機構のうちのどれかに由来する。
* [[周惑星円盤]]から同時に形成される（木星型惑星のみ）。
* （十分に大きく、浅い角度で起きた）衝突の破片から形成される。
* 近傍を通過する天体を捕獲する。
木星や土星は、[[イオ (衛星)|イオ]]・[[エウロパ (衛星)|エウロパ]]・[[ガニメデ (衛星)|ガニメデ]]・[[タイタン (衛星)|タイタン]]等の大きな衛星を幾つか持つが、これらは太陽の周りの円盤から惑星が形成されたのと同じように、それぞれの巨大惑星の周りの円盤から形成されたと考えられている<ref>{{cite journal | author=N. Takato, S. J. Bus et al. | title=Detection of a Deep 3-<math>\mu</math>m Absorption Feature in the Spectrum of Amalthea (JV) | journal=Science | year=2004 | volume=306 | pages=2224 | doi=10.1126/science.1105427 | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2004Sci...306.2224T/abstract }}<br />
See also {{cite news | url=http://www.universetoday.com/2004/12/24/jovian-moon-was-probably-captured/ | work=Universe Today | date=24 December 2004 | title=Jovian Moon Was Probably Captured | author=Fraser Cain | accessdate=2008-04-03}}</ref>。この起源の衛星はサイズが大きいことと惑星との距離が近いことが特徴である。これらの属性は捕獲によっても、主星が気体を集めている間に衝突の破片から形成されたのであっても得られない。木星型惑星の、遠い軌道を回る衛星は比較的小さく、軌道傾斜角が様々な楕円軌道を持つ。これらは捕獲された衛星の特徴である<ref>{{cite conference | author = D. C. Jewitt, S. Sheppard, C. Porco | title = Jupiter's outer satellites and Trojans | book-title=Jupiter. The Planet, Satellites and Magnetosphere | year = 2004 | pages = 263–280 | url=http://www.ifa.hawaii.edu/~jewitt/papers/JUPITER/JSP.2003.pdf | format=PDF | editor= Fran Bagenal, Timothy E. Dowling, William B. McKinnon | publisher=Cambridge University Press | id=ISBN 0-521-81808-7}} </ref><ref>{{Cite web|url=http://www.dtm.ciw.edu/sheppard/satellites/|title=The Giant Planet Satellite and Moon Page|author=Scott S. Sheppard (Carnegie Institution of Washington)|work=Personal web page|accessdate=2008-03-13|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080311120653/http://www.dtm.ciw.edu/sheppard/satellites/|archivedate=2008-03-11|url-status=dead|url-status-date=2017-10}}</ref>。このような衛星の多くは、惑星の自転と[[順行・逆行|逆方向に公転]]している。このような[[不規則衛星]]のうち、最大のものは海王星の衛星の[[トリトン (衛星)|トリトン]]で、捕獲された[[エッジワース・カイパーベルト天体]]だと考えられている<ref name=Agnor2006/>。

岩石質の天体の衛星は、衝突か捕獲によってできたものである。火星の二つの小さな衛星、[[ダイモス (衛星)|ダイモス]]と[[フォボス (衛星)|フォボス]]は、捕獲された小惑星だと考えられている<ref>{{harvnb|Zeilik|Gregory|1998|loc=pp. 118–120}}</ref>。地球の月は、斜め方向の[[ジャイアント・インパクト説|巨大衝突]]によってできたものと考えられている<ref name=Canup2005/><ref>{{cite journal | author=D. J. Stevenson | title=Origin of the moon&nbsp;–&nbsp;The collision hypothesis | journal=Annual Review of Earth and Planetary Sciences | year=1987 | volume=15 | pages=271 | doi=10.1146/annurev.ea.15.050187.001415 | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1987AREPS..15..271S/abstract }}</ref>。それが起きたのはおそらくジャイアント・インパクト期の終わりに近い頃で、衝突した天体は火星程度の質量だったと考えられる。地球への衝突によって、この天体の[[マントル]]部分が軌道上に叩き出され、それが集まって月が形成された<ref name=Canup2005>{{cite journal | author=R. M. Canup, E. Asphaug | title=Origin of the Moon in a giant impact near the end of the Earth's formation | journal=Nature | year=2001 | volume=412 | pages=708 | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2001Natur.412..708C/abstract | doi=10.1038/35089010 }}</ref>。この衝突は、地球を形成した一連の衝突の最後のものだったと考えられている。さらに、この[[テイア (仮説上の天体)|火星程度の大きさの天体]]は太陽と地球の[[ラグランジュ点]]の一つ（L<sub>4</sub>かL<sub>5</sub>）で形成され、その位置から移動してきたという説もある<ref>{{cite web | url = http://www.psrd.hawaii.edu/Dec98/OriginEarthMoon.html | title = Origin of the Earth and Moon | date=31 December 1998 | author=G. Jeffrey Taylor | work = Planetary Science Research Discoveries | publisher = Hawaii Institute of Geophysics &amp; Planetology | accessdate = 2007-07-25 }}</ref>。[[冥王星]]の衛星[[カロン (衛星)|カロン]]も巨大衝突によって形成されたと考えられている。太陽系の惑星および[[準惑星]]で、衛星が主星の1%以上の質量を持つのは、地球 - 月系と冥王星 - カロン系の2つだけである<ref name=impact_Pluto>{{cite journal|title=A Giant Impact Origin of Pluto-Charon|author=Robin M. Canup | journal=Science | date=28 January 2005 |volume=307 | number=5709 | pages=546–550 | doi=10.1126/science.1106818 | url=http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/307/5709/546 | accessdate=2008-05-01|format=abstract page}}</ref>。

== 将来 ==
天文学者は、今日見られる太陽系の姿は、太陽が全ての水素をヘリウムに変換し終わる頃までは劇的に変化することはないと推測している。太陽が[[ヘルツシュプルング・ラッセル図]]の[[主系列星]]を離れて、[[赤色巨星]]段階への[[恒星進化論|進化]]を始めると、太陽系も再び進化を始めると考えられている。

=== 長期的安定性 ===
太陽系は[[カオス理論|カオス的]]であり<ref name=laskar94>{{cite journal
|title=Large-scale chaos in the solar system
|author=J. Laskar
|journal=Astronomy and Astrophysics
|volume=287
|pages=L9?L12
|year=1994
|url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1994A%26A...287L...9L/abstract}}</ref>、惑星の軌道は長期的には変動している。カオスの有名な例としては、海王星と冥王星の系で、3：2の[[軌道共鳴]]をしている。共鳴そのものは安定であるが、将来の1000万年から2000万年（[[リアプノフ時間]]）先の冥王星の位置を正確に予測することは困難である<ref>{{cite journal | title = Numerical evidence that the motion of Pluto is chaotic | author = Gerald Jay Sussman, Jack Wisdom | journal = Science | volume = 241 | pages = 433?437 | year = 1988 | url = http://groups.csail.mit.edu/mac/users/wisdom/pluto-chaos.pdf | doi = 10.1126/science.241.4864.433
}}</ref>。別の例は地球の赤道傾斜角で、月の潮汐力によって[[マントル]]内部で生じる摩擦のため、15億年から45億年先の値については正確に計算できない<ref>{{cite journal|title=On the long term evolution of the spin of the Earth|author=O. Neron de Surgy, J. Laskar|journal=Astronomy and Astrophysics|date=February 1997|volume=318|pages=975?989|url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1997A%26A...318..975N/abstract|accessdate=2008-06-08}}</ref>。

外惑星の軌道については、200万年から2億3000万年とさらに長いリアプノフ時間でカオス的である<ref name=hayes07>{{cite journal | author=Wayne B. Hayes | title=Is the outer Solar System chaotic? | journal=Nature Physics | id={{arXiv|astro-ph|0702179}} | year=2007 | volume=3 | pages=689?691 | doi=10.1038/nphys728 | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2007NatPh...3..689H/abstract}}</ref>。これは、将来の惑星の順番というのは正確性を持って予測することはできないということを示している。惑星ごとの離心率もカオス的に変化している<ref>{{cite book
|author=Ian Stewart
|title=Does God Play Dice?
|publisher=Penguin Books
|edition=2nd
|pages=246?249
|year=1997
|isbn=0-14-025602-4}}</ref>。

究極的には、太陽系は次の数十億年間で惑星同士が衝突したり、系外に弾き出されたりしない程度には安定であると考えられる<ref name=hayes07/>。しかしそれを超えると、例えば50億年後以内には火星の離心率が0.2程度まで増大し、地球の軌道と交差するようになって衝突の可能性が出てくる。同様の時間スケールでは、水星の離心率も大きくなって金星の軌道と接近し、理論的には一緒に太陽系の外に弾き出されたり<ref name=laskar94/>、金星を地球に衝突させる可能性も考えられる<ref>{{cite news|title=The solar system could go haywire before the sun dies|url=http://space.newscientist.com/article/dn13757-solar-system-could-go-haywire-before-the-sun-dies.html?feedId=online-news_rss20 | author=David Shiga | work=NewScientist.com News Service | date=23 April 2008 | accessdate=2008-04-28}}</ref>。

=== 衛星と環の系 ===
衛星の進化は[[潮汐力]]によって引き起こされる。衛星は、主に惑星の直径に沿った重力の差によって周りを回る物に潮汐作用を及ぼす。衛星が惑星の自転と同じ方向に公転し、惑星の自転周期が衛星の公転周期よりも早い場合は、潮汐作用は常に衛星の方向に引っ張られるように働く。この場合、惑星の自転の[[角モーメント]]が衛星に転移する。衛星はエネルギーを得て外側の軌道に移動し、惑星の自転速度は時間とともに遅くなる。

地球と月はこの構造の一つの例で、地球人に最も身近な例でもある。自転と公転の同期の進行により、現在、月については自転が公転に一致して、月は常に地球に同じ面だけを見せている。また一方では進行中の現象として、月は地球から遠ざかり続けており、同時に地球の自転は徐々に遅くなっている。同様の例は、木星の[[ガリレオ衛星]]や<ref>{{cite journal | url=http://adsabs.harvard.edu/full/1982MNRAS.201..415G%7D | title=Tidal Heating of Io and orbital evolution of the Jovian satellites | journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society | author=A. Gailitis | volume=201 | pages=415 | year=1980|accessdate=2008-03-27}}</ref>土星の大きな衛星でも見られる<ref>{{cite journal |author= R. Bevilacqua, O. Menchi, A. Milani et al. |year=1980 |month=April |title= Resonances and close approaches. I. The Titan-Hyperion case|journal=Earth, Moon, and Planets |volume=22 |issue=2 |pages=141?152  |url=http://www.springerlink.com/content/g627852062714784/ |accessdate= 2007-08-27 |doi= 10.1007/BF00898423}}</ref>。

[[File:Voyager 2 Neptune and Triton.jpg|thumb|[[ボイジャー2号]]で撮影した海王星と衛星のトリトン。トリトンの軌道はいずれ海王星の[[ロッシュ限界]]より内側に入り、バラバラになって新しい環を作る可能性がある。]]
衛星の公転速度が惑星の自転速度より速かったり、惑星の自転速度と反対方向に公転している場合は、別のシナリオが考えられる。このような場合には、潮汐作用によって衛星の公転速度は遅くなる。前者の場合には、角モーメントの方向が保存され、衛星の軌道が近づいて惑星の自転速度は速くなる。後者の場合には、惑星と衛星の角モーメントは逆になり、転移によって双方のモーメントの大きさが小さくなる。どちらの場合でも、潮汐力で引き千切られるまで惑星に近付き、粉々になって惑星の[[環 (天体)|環]]になったり、惑星に衝突したりする。3000万年から5000万年以内に火星の衛星[[フォボス (衛星)|フォボス]]<ref name=Bills2006>{{cite journal | author=Bruce G. Bills, Gregory A. Neumann, David E. Smith, and Maria T. Zuber|year=2006 |title=Improved estimate of tidal dissipation within Mars from MOLA observations of the shadow of Phobos|journal=Journal of Geophysical Research|volume=110 |pages=E07004|doi=10.1029/2004JE002376| url=http://adsabs.harvard.edu/abs/2005JGRE..11007004B}}</ref>、36億年以内に海王星の衛星[[トリトン (衛星)|トリトン]]<ref>{{cite journal | title=Tidal evolution in the Neptune-Triton system | author= C. F. Chyba, D. G. Jankowski, P. D.  Nicholson | journal=Astronomy & Astrophysics | volume=219 | pages=23 | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1989A&A...219L..23C/abstract | year=1989 | accessdate=2007-03-03}}</ref>がこのような運命になるとされ、他にも木星の衛星[[メティス (衛星)|メティス]]と[[アドラステア (衛星)|アドラステア]]<ref name=Burns2004>{{cite conference | author=J. A. Burns, D. P. Simonelli, M. R. Showalter, D. P. Hamilton, C. C. Porco, L. W. Esposito, H. Throop | title=Jupiter’s Ring-Moon System | book-title=Jupiter: The planet, Satellites and Magnetosphere | year=2004 | publisher=Cambridge University Press | editor=Fran Bagenal, Timothy E. Dowling, William B. McKinnon | url=http://www.astro.umd.edu/~hamilton/research/preprints/BurSimSho03.pdf | format=PDF | accessdate=2008-05-14 | id=ISBN 0-521-81808-7 | pages=241}}</ref>や天王星および海王星の少なくとも16個の小衛星も同様だと考えられている。天王星の衛星[[デズデモーナ (衛星)|デスデモナ]]は、隣の衛星に衝突すると考えられている<ref name=Duncan1996>{{cite journal
 | author=Martin J. Duncan, Jack J. Lissauer
 |title=Orbital Stability of the Uranian Satellite System
 |journal=Icarus
 |volume=125 |issue=1 |pages=1?12 |year=1997
 |doi=10.1006/icar.1996.5568
 |accessdate=2008-05-09}}</ref>。

3つ目の可能性は、惑星と衛星の自転と公転の同期が起こっている場合である。この場合は潮汐作用が直接衛星に影響し、角モーメントの転移は起こらず、軌道周期も変わることはない。冥王星と[[カロン (衛星)|カロン]]はこのようなケースの例である<ref>{{cite journal | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2006AJ....132..290B?data_type=HTML&db_key=AST&high=444b66a47d27727&format=
| title=Orbits and Photometry of Pluto's Satellites: Charon, S/2005 P1, and S/2005 | author=Marc Buie, William Grundy, Eliot Young, Leslie Young, Alan Stern | journal=The Astronomical Journal | volume=132 | pages=290 | year=2006 | doi=10.1086/504422 | id={{arXiv|astro-ph|0512491}}}}</ref>。

2004年に探査機[[カッシーニ (探査機)|カッシーニ]]が[[土星の環]]に到達するまでは、土星の環は太陽系の年齢よりもずっと若く、30億年以上前からあったとは考えられていなかった。土星の衛星との重力相互作用によって、環の外側は惑星の方に向かっていると考えられたが<ref>{{cite web|title=Saturn Rings Still A Mystery|work=Popular Mechanics|author= Stefano Coledan|url=http://www.popularmechanics.com/technology/industry/1285531.html|year=2002|accessdate=2007-03-03}}</ref>、カッシーニの観測データによってこの考えは覆された。観測により、10km幅の氷塊が繰り返し破壊、再生され、環には常に新しい物質が供給されていることが分かった。土星の環は他の[[木星型惑星]]の環よりも大きく、45億年前に惑星ができた時から存在したと考えられている。

=== 太陽と惑星の環境 ===
{{seealso|恒星進化論}}
長いスケールで見ると、太陽系の最も大きな変化は、太陽自身の老化から来る。太陽が水素を燃料にして燃やしている間はより熱くなり、より速く燃料を消費するようになる。結果として、太陽は11億年に10%の割合でより明るくなる<ref name=scientist>{{cite news|title=Science: Fiery future for planet Earth |author=Jeff Hecht | work=New Scientist |url=http://www.newscientist.com/article/mg14219191.900.html | date=2 April 1994 | issue=1919 | page=14 |accessdate=2007-10-29}}</ref>。これから10億年の間で、太陽の放射は増大し、[[ハビタブルゾーン]]は外側に遷移し、地球の気温は液体の水が存在できないほどまで上昇する。この時点までに、地上のほぼ全ての生物は絶滅することになる<ref name=Schroder2008/>。

海の表面から潜在的な温室効果ガスである水が蒸発すると、気温の上昇が加速し、地上の生物の絶滅はもっと早くなる<ref>{{cite web|url=http://www.cicero.uio.no/fulltext/index_e.aspx?id=2737|title=Our changing solar system|author=Knut Jorgen, Roed Odegaard|work=Centre for International Climate and Environmental Research|year=2004|accessdate=2008-03-27}}</ref>。この頃になると火星の表面の温度も上昇し、現在は表土の下で凍っている二酸化炭素と水が大気中に出てきて[[温室効果]]が発生し、現在の地球程度の温度になっている可能性もあるため、将来的には地球の生命にとって火星が代替の住居になるかもしれない<ref name=mars>{{cite book|title=Mars: A Warmer, Wetter Planet|author=Jeffrey Stuart Kargel | url=https://books.google.co.jp/books?id=0QY0U6qJKFUC&pg=PA509&lpg=PA509&dq=mars+future+%22billion+years%22+sun&source=web&ots=d1qKC28btQ&sig=dYP1gA4LkGgJczuAFiBH1axxodw&redir_esc=y&hl=ja#PPA509,M1 | isbn=1852335688 | year=2004 | publisher=Springer |accessdate=2007-10-29}}</ref>。現在から35億年後までには、地球の表面の状況は、今日の金星と似たものになっていると考えられる<ref name=scientist />。

[[File:Sun red giant.svg|thumb|left|現在と赤色巨星になった時の太陽の大きさの比]]
そして現在から54億年後までには、太陽内部の温度が十分上昇し、ヘリウム中心核の外層部で水素核融合が起きるようになる<ref name=Schroder2008/>。これにより恒星の外層が大きく膨れ、[[赤色巨星]]と呼ばれる段階になる<ref>{{harvtxt|Zeilik|Gregory|1998|loc=p. 320?321}}</ref><ref>{{cite web |title=Introduction to Cataclysmic Variables (CVs)|work=NASA Goddard Space Center|year=2006|url=https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/objects/cvs/cvstext.html |accessdate = 2006-12-29}}</ref>。現在から75億年以内に、太陽の半径は現在の256倍にあたる1.2天文単位にまで達し、太陽の表面は現在よりもずっと低く2600K程度になり、光度は2700倍にもなる。また赤色巨星になると[[太陽風]]が極めて強くなり、太陽の質量の33%が吹き飛ばされる<ref name=Schroder2008>{{cite journal|author= K. P. Schroder, Robert Cannon Smith|title= Distant future of the Sun and Earth revisited|journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society | volume=386 |pages=155?163 | year=2008 |doi=10.1111/j.1365-2966.2008.13022.x |url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2008MNRAS.386..155S/abstract }}</ref><ref name="sun_future">{{cite journal | author=I. J. Sackmann, A. I. Boothroyd, K. E. Kraemer | title=Our Sun. III. Present and Future | pages=457 | journal=Astrophysical Journal | year=1993 | volume=418 | url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1993ApJ...418..457S | doi=10.1086/173407 }}</ref><ref>{{harvtxt|Zeilik|Gregory|1998|loc=p. 322}}</ref>。この頃には、土星の衛星タイタンの温度が生物が住めるまで上昇する<ref>{{cite journal|title=Titan under a red giant sun: A new kind of "habitable" moon|author=Ralph D. Lorenz, Jonathan I. Lunine, Christopher P. McKay | journal=Geophysical Research Letters | year=1997 | volume=24 | pages=2905 | url=http://www.lpl.arizona.edu/~rlorenz/redgiant.pdf | accessdate=2008-03-21|format=PDF|doi=10.1029/97GL52843}}</ref><ref>{{cite web | author=Marc Delehanty | title= Sun, the solar system's only star | work=Astronomy Today|url=http://www.astronomytoday.com/astronomy/sun.html| accessdate=2006-06-23}}</ref>。

太陽が膨張すると、水星とおそらく金星は太陽に飲み込まれる<ref name=Rybicki2001>{{cite journal
  |author=K. R. Rybicki, C. Denis
  |title=On the Final Destiny of the Earth and the Solar System
  |journal=Icarus
  |volume=151 | issue=1 |pages=130?137 |year=2001
  |doi=10.1006/icar.2001.6591 }}</ref>。地球の運命ははっきりしないが、太陽は現在の地球の軌道程度までは膨張し、太陽の質量の減少に伴う重力の減少によって地球の軌道はより外側に逸れる<ref name=Schroder2008/>。そのため金星と地球は太陽に飲み込まれることは免れるかもしれない。

水素の燃焼によって、太陽の核の質量は徐々に現在の太陽の質量の45%まで増加する。この時点では、密度と温度はヘリウムが核融合して炭素が生成するほどに高くなっており、[[ヘリウムフラッシュ]]現象が起こって、現在の250倍の半径から11倍にまで縮む。結果として、光度は現在の約3000から54倍にまで減少し、表面温度も4700Kまで上昇する。太陽は極水平分枝星になって、核では水素ではなくヘリウムを安定的に燃やすようになる。ヘリウムを燃料とする段階は1億年ほど続く。その後再び水素とヘリウムを燃料にするようになって2度目の膨張が生じ、[[漸近巨星分枝星]]になる。この段階では、光度は再び上昇し、現在の2090%、温度は3500Kになる<ref name=Schroder2008/>。この段階は約3000万年続く。その後10万年は、残った物質を宇宙空間にばらまきながら[[惑星状星雲]]になる。放出される物質の中には、核反応で生じたヘリウムと炭素が含まれ、将来の恒星形成の材料になる<ref name=nebula> {{cite web | author=Bruce Balick (Department of Astronomy, University of Washington) | title=Planetary nebulae and the future of the Solar System | work=Personal web site | url=http://www.astro.washington.edu/balick/WFPC2/| accessdate=2006-06-23}} </ref>。

[[File:M57 The Ring Nebula.JPG|thumb|太陽の将来の姿である[[環状星雲]]]]
太陽は比較的質量が小さいため、[[超新星爆発]]が起こらない比較的平和な過程で進むと考えられる。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<ref>{{cite journal|title=A Gaseous Metal Disk Around a White Dwarf|author=B. T. Gansicke, T. R. Marsh, J. Southworth, A. Rebassa-Mansergas|journal=Science| year=2006 | volume=314 | number= 5807 | pages=1908?1910 | doi=10.1126/science.1135033}}</ref>。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<ref name="future-sun">{{cite web|author=Richard W. Pogge | year=1997 | url=http://www.astronomy.ohio-state.edu/~pogge/Lectures/vistas97.html|title=The Once & Future Sun|format=lecture notes|work=[http://www.astronomy.ohio-state.edu/Vistas/ New Vistas in Astronomy]|accessdate=2005-12-07}}</ref>。

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<ref name="sun_future"/>（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<ref>[https://archive.is/ZcPZ7　“時間”はあと50億年で終わる？][[ナショナルジオグラフィック (雑誌)|ナショナルジオグラフィック]]([[archive.is]])</ref>）。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<ref>{{cite journal |author=T. S. Metcalfe, M. H. Montgomery, A. Kanaan| title=Testing White Dwarf Crystallization Theory with Asteroseismology of the Massive Pulsating DA Star BPM 37093 | journal=Astrophysical Journal | id={{arXiv|astro-ph|0402046}} | year=2004 | volume=605 | pages=L133 | doi=10.1086/420884 | url=http://adsabs.harvard.edu/abs/2004ApJ...605L.133M}}</ref>。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<ref name=Fontaine2001>{{cite journal|title=The Potential of White Dwarf Cosmochronology | author=G. Fontaine, P. Brassard, P. Bergeron | journal=Publications of the Astronomical Society of the Pacific | volume=113 | pages=409?435 | year=2001 | doi=10.1086/319535 | url=http://www.journals.uchicago.edu/doi/full/10.1086/319535|accessdate=2008-05-11}}</ref>。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<ref>ニュートン2016年4月号 p.&nbsp;134 株式会社[[ニュートン (雑誌)|ニュートンプレス]]</ref>。

== 銀河の相互作用 ==
[[File:Milky Way Spiral Arm.svg|left|thumb|銀河系内での太陽系の位置]]
太陽系は、[[銀河核]]を中心に約3万光年の軌道を単独で回っている。その速度はおよそ秒速220kmであり、一周に要する期間、[[銀河年]]は、およそ2億2000万年から2億5000万年である。その形成以来、太陽系は銀河系を少なくとも20周したことになる<ref name="biblio">{{cite web | url=http://hypertextbook.com/facts/2002/StacyLeong.shtml|work=[http://hypertextbook.com/facts/ The Physics Factbook] (self-published)| author=Stacy Leong| editor=Glenn Elert | year=2002|title=Period of the Sun's Orbit around the Galaxy (Cosmic Year) | accessdate=2008-06-26}}</ref>。

地球の化石の記録に残る周期的な[[大量絶滅]]の原因は、太陽系の公転のためであると多くの科学者が推測している。ある仮説では、太陽系の鉛直振動により銀河面を横切ると推測している。太陽の軌道が銀河の円盤の外に出ると、[[銀河潮汐力]]の影響が弱くなる。これが2000万年から2500万年の周期で繰り返される。

しかし、太陽は現在銀河面に近付いており、前の大量絶滅は1500万年前であったこととの矛盾を指摘する科学者もいる。太陽の垂直位置だけで大量絶滅を説明できないとして、太陽系が銀河の渦巻腕を通過する時に大量絶滅が起こると唱える人もいる。渦巻腕にはその重力でオールトの雲を歪める多くの分子雲が存在するだけではなく、寿命が比較的短く強烈な超新星爆発を起こす[[青色巨星]]の密度も高い<ref>{{cite journal|title=Mass Extinctions and The Sun's Encounters with Spiral Arms|author=Erik M. Leitch, Gautam Vasisht|year=1998|pages=51?56|journal=New Astronomy|volume= 3|url=https://arxiv.org/abs/astro-ph/9802174v1|accessdate=2008-04-09|doi=10.1016/S1384-1076(97)00044-4}}</ref>。

=== 銀河の衝突と惑星系の擾乱 ===
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120㎞の速さで銀河系に近付いている<ref name=cain />。20億年後には[[銀河系とアンドロメダ銀河の衝突合体|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<ref name=cain />。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<ref name=cain />。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<ref name=cain>{{cite web|title=When Our Galaxy Smashes Into Andromeda, What Happens to the Sun?|author=Fraser Cain|work=Universe Today|url=http://www.universetoday.com/2007/05/10/when-our-galaxy-smashes-into-andromeda-what-happens-to-the-sun/|year=2007|accessdate=2007-05-16}}</ref><ref>{{cite journal|title=The Collision Between The Milky Way And Andromeda|author=J. T. Cox, Abraham Loeb|journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society|url=http://cfa-www.harvard.edu/~tcox/localgroup/|id={{arxiv|0705.1170}}|year=2007|doi=10.1111/j.1365-2966.2008.13048.x|accessdate=2008-04-02|volume=386|pages=461|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080102230526/http://cfa-www.harvard.edu/~tcox/localgroup/|archivedate=2008年1月2日|deadlinkdate=2017年10月}}</ref>。

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<ref>{{cite journal|title=Colliding molecular clouds in head-on galaxy collisions|author=J. Braine, U. Lisenfeld, P. A. Duc, E. Brinks, V. Charmandaris, S. Leon|journal=Astronomy and Astrophysics|volume= 418|pages= 419?428 |year=2004|doi = 10.1051/0004-6361:20035732|url=http://www.aanda.org/index.php?option=article&access=doi&doi=10.1051/0004-6361:20035732|accessdate=2008-04-02}}</ref>。

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<ref name=dyson/>。

== 太陽系の進化の時系列 ==
{{wide image|Sun Life.png|600px|alt=Projected timeline of the Sun's life.}}
太陽系の形成に関する時期は、[[放射年代測定]]によって決定される。太陽系自体は約46億年前にできたと見積もられている。これまでに発見された地球上の最古の鉱物は約44億年前にできたと考えられるが<ref name=Wilde>{{cite journal | journal=Nature | volume=409 | pages=175 | title= Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago | author= Simon A. Wilde, John W. Valley, William H. Peck, Colin M. Graham | doi=10.1038/35051550 | url=http://www.geology.wisc.edu/%7Evalley/zircons/Wilde2001Nature.pdf | format=PDF | year= 2001 }}</ref>、浸食、火山、プレートテクトニクス等により地球の表面は常に更新されているため、このような古い鉱物が見られるのは稀である。太陽系の年齢を推定するためには、太陽系の形成初期に生成した[[隕石]]が用いられる。[[キャニオン・ディアブロ隕石]]等、ほとんどの隕石は46億年以内に形成されており、太陽系は少なくともこの年より古いことが示唆される<ref>{{cite book | year=2000 |author=Gary Ernst Wallace|publisher=Cambridge University Press|chapter=Earth's Place in the Solar System|title=Earth Systems: Processes and Issues|pages=45?58|isbn=0521478952}}</ref>。

他の恒星のディスクの研究も太陽系の形成年代の測定に生かされる。100万歳から300万歳程度の恒星はガスに富んだディスクを持っているが、1000万歳以上の恒星のディスクにはガスはほとんどなく、木星型惑星はその頃までに完成したと考えられる<ref name=sciam />。

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
{{Reflist|colwidth=30em}} 

== 参考文献 ==
* {{cite book
|last = Zeilik
|first = Michael
|coauthors = Gregory, Stephen
|title = Introductory Astronomy & Astrophysics
|edition = 4th ed.
|year = 1998
|publisher = Saunders College Publishing
|lacation = Fort Worth
|isbn = 0030062284
|ref = CITEREFZeilikGregory1998
}}

== 関連項目 ==
<!-- {{Commonscat|}} -->
* [[恒星進化論]]
* [[太陽系]]
* [[星雲説]] - [[潮汐説]]
* [[地球史年表]]

== 外部リンク ==
* [http://arquivo.pt/wayback/20160520023943/http://media.skyandtelescope.com/video/Solar_System_Sim.mov 7M animation] from [http://www.skyandtelescope.com skyandtelescope.com] showing the early evolution of the outer Solar System.
* [https://web.archive.org/web/20080910084649/http://cfa-www.harvard.edu/~tcox/localgroup/localgroup.mov Quicktime animation of the future collision between the Milky Way and Andromeda]

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