Pe termen lung, cele mai mari schimbari ale sistemului solar vor proveni din schimbarile din Soare in timp ce acesta imbatraneste. Pe masura ce Soarele arde prin alimentarea cu hidrogen, devine mai fierbinte si arde combustibilul ramas chiar mai repede. Prin urmare, Soarele devine mai luminos cu o rata de zece la suta la fiecare 1,1 miliarde de ani.

In aproximativ 600 de milioane de ani, este posibil ca stralucirea Soarelui sa perturbe ciclul carbonului Pamantului pana la punctul in care copacii si padurile (viata vegetala fotosintetica C3) nu vor mai putea supravietui; in aproximativ 800 de milioane de ani, Soarele va ucide toata viata complexa de pe suprafata Pamantului si din oceane.

Peste 1,1 miliarde de ani, radiatia crescuta a Soarelui va face ca zona locuibila circumstelara sa se deplaseze spre exterior, facand suprafata Pamantului prea fierbinte pentru ca apa lichida sa existe in mod natural. In acest moment, toata viata va fi redusa la organisme unicelulare.

Evaporarea apei oceanelor ar putea accelera cresterea temperaturii, putand pune capat intregii vieti de pe Pamant chiar mai devreme. In acest timp, este posibil ca pe masura ce temperatura suprafetei lui Marte va creste treptat, dioxidul de carbon si apa inghetata in prezent sub suprafata sa se elibereze in atmosfera, creand un efect de sera care va incalzi planeta pana cand va atinge conditii asemanatoare cu Pamantul de astazi, oferind un viitor potential al vietii pe aceasta planeta. Peste 3,5 miliarde de ani, conditiile de suprafata ale Pamantului vor fi similare cu cele ale lui Venus din prezent.

Peste 5,4 miliarde de ani, nucleul Soarelui va deveni suficient de fierbinte pentru a declansa fuziunea hidrogenului in invelisul sau inconjurator. Acest lucru va face ca straturile exterioare ale stelei sa se extinda foarte mult, iar steaua va intra intr-o faza a vietii sale in care este numita gigant rosu. In termen de 7,5 miliarde de ani, Soarele se va extinde la o raza de 1,2 UA (unitati astronomice) – aproximativ de 256 de ori dimensiunea sa actuala.

Ca urmare a suprafetei mult crescute, suprafata Soarelui va fi mult mai rece (aproximativ 2600 K) decat acum si luminozitatea sa va fi mult mai mare – de pana la 2.700 de ori fata de luminozitatea solara actuala. Pentru o parte din viata sa de giganta-rosie, Soarele va dezvolta un puternic vant stelar care ii va reduce masa totala cu aproximativ 33%. In aceste vremuri, este posibil ca luna lui Saturn, Titan, sa atinga temperaturile de suprafata necesare pentru a sustine viata.

Pe masura ce Soarele se extinde, va inghiti planetele Mercur si Venus. Soarta Pamantului este mai putin clara; desi Soarele va inveli orbita actuala a Pamantului, pierderea de masa a stelei (si, astfel, gravitatia mai slaba) va face ca orbitele planetelor sa se deplaseze mai departe. Daca ar fi doar acest lucru, Venus si Pamantul ar scapa probabil de incinerare, dar un studiu din 2008 sugereaza ca Pamantul va fi probabil inghitit ca urmare a interactiunilor de maree cu anvelopa exterioara a Soarelui.

Treptat, hidrogenul care arde in invelisul din jurul miezului solar va creste masa miezului pana cand va ajunge la aproximativ 45% din masa solara actuala. In acest moment densitatea si temperatura vor deveni atat de mari incat va incepe fuziunea heliului in carbon; Soarele se va micsora de la aproximativ 250 pana la 11 ori raza actuala (secventa principala). In consecinta, luminozitatea sa va scadea de la aproximativ 3.000 la 54 de ori nivelul sau actual, iar temperatura suprafetei sale va creste la aproximativ 4770 K.

Soarele va deveni un gigant, arzand heliu in miezul sau intr-un mod stabil, la fel cum arde hidrogen astazi . Etapa de fuziune cu heliu va dura doar 100 de milioane de ani. In cele din urma, va trebui sa recurga din nou la rezervele de hidrogen si heliu din straturile sale exterioare si se va extinde pentru a doua oara, transformandu-se in ceea ce este cunoscut ca un gigant asimptotic.

Aici luminozitatea Soarelui va creste din nou, atingand aproximativ 2.090 de luminozitati prezente si se va raci pana la aproximativ 3500 K. Aceasta faza va dura aproximativ 30 de milioane de ani, dupa care, pe parcursul a inca 100.000 de ani, straturile exterioare ramase ale Soarelui vor cadea, expulzand un vast flux de materie in spatiu si formand un halou cunoscut ca nebuloasa planetara.

Materialul evacuat va contine heliu si carbon produs de reactiile nucleare ale Soarelui, continuand imbogatirea mediului interstelar cu elemente grele pentru generatiile viitoare de stele.

Acesta este un eveniment relativ pasnic, nimic asemanator unei supernove, pentru ca Soarele este prea mic pentru crea o supernova, ca parte a evolutiei sale. Orice observator ipotetic, care ar asista la aceasta intamplare ar vedea o crestere masiva a vitezei vantului solar, dar nu suficient pentru a distruge complet o planeta.

Cu toate acestea, pierderea de masa a stelei ar putea trimite orbitele planetelor supravietuitoare in haos, provocandu-le pe unele dintre acestea sa se ciocneasca, iar pe altele sa fie expulzate din sistemul solar. Dupa aceea, tot ce va ramane din Soare este o pitica alba, un obiect extraordinar de dens, cu 54% din masa sa originala, dar numai de dimensiunea Pamantului. Initial, aceasta pitica alba poate fi de 100 de ori mai luminoasa ca Soarele de astazi.

Acesta va consta in intregime din carbon si oxigen degenerat, dar nu va atinge niciodata temperaturi suficient de fierbinti pentru a contopi aceste elemente. Astfel, Soarele – pitic alb se va raci treptat, devenind tot mai putin luminos.

Pe masura ce Soarele moare, atractia gravitationala asupra corpurilor care orbiteaza, cum ar fi planete, comete si asteroizi, se va slabi din cauza pierderii sale de masa. Toate orbitele planetelor ramase se vor extinde; daca Pamantul si Marte vor exista inca, orbitele lor se vor situa aproximativ la 1,4 UA (210,000,000 km) si 1,9 UA (280,000,000 km).

Celelalte planete ramase vor deveni niste intunecate si inghetate, complet lipsite de orice forma de viata. Vor continua sa orbiteze Soarele, dar viteza lor de miscare in jurul Soarelui se va micsora, datorita distantei crescute fata de Soare si a gravitatiei reduse a acestuia.

Doua miliarde de ani mai tarziu, Soarele se va raci la intervalul 6000-8000K, carbonul si oxigenul din miezul Soarelui vor ingheta, peste 90% din masa ramasa capatand o structura cristalina. In cele din urma, dupa aproximativ 1 miliard de ani, Soarele va inceta sa straluceasca complet, devenind un pitic negru.

Interactiunea galactica

Sistemul solar calatoreste singur prin Calea Lactee pe o orbita circulara, la aproximativ 30.000 de ani lumina de Centrul Galactic. Viteza sa este de aproximativ 220 km / s. Perioada necesara pentru ca sistemul solar sa finalizeze o revolutie in jurul Centrului Galactic (adica un an galactic), este in intervalul de 220-250 milioane de ani. De la formarea sa, sistemul solar a realizat cel putin 20 de astfel de revolutii.

Diversi oameni de stiinta au speculat ca ruta sistemului solar prin galaxie este un factor in periodicitatea extinctiilor masive observate in inregistrarile fosile ale Pamantului. O ipoteza presupune ca oscilatiile verticale facute de Soare pe masura ce orbiteaza Centrul Galactic il fac sa treaca in mod regulat prin planul galactic.

Cand orbita Soarelui este in afara discului galactic, influenta mareei galactice este mai slaba; pe masura ce reintra in discul galactic, asa cum o face la fiecare 20-25 de milioane de ani, se afla sub influenta „mareelor ​​de disc” mult mai puternice, care, conform modelelor matematice, maresc fluxul cometelor norului Oort in sistemul solar cu un factor de 4, ceea ce duce la o crestere masiva a probabilitatii unui impact devastator al unei comete sau asteroid, cu Pamantul.

Cu toate acestea, altii sustin ca Soarele este in prezent aproape de planul galactic si ultimul mare eveniment de disparitie a fost acum 15 milioane de ani. Prin urmare, se sustine ca pozitia verticala a Soarelui nu poate explica singura astfel de extinctii periodice si ca extinctiile apar doar atunci cand Soarele trece prin bratele spiralate ale galaxiei.

Bratele spiralate gazduiesc nu numai un numar mai mare de nori moleculari, a caror gravitatie poate distorsiona norul Oort, ci si concentratii mai mari de giganti albastrii stralucitori (stele mult mai masive ca Soarele), care traiesc pentru perioade relativ scurte si apoi explodeaza violent ca supernove.

Coliziunea galactica si perturbarea planetara

Desi marea majoritate a galaxiilor din Univers se indeparteaza de Calea Lactee, Galaxia Andromeda, cel mai mare membru al Grupului Local de galaxii, se indreapta spre ea cu aproximativ 120 km / s. In 4 miliarde de ani, Andromeda si Calea Lactee se vor ciocni, provocand deformarea ambelor galaxii, pe masura ce fortele mareelor ​​isi distorsioneaza bratele exterioare.

Daca apare aceasta perturbare initiala, astronomii calculeaza o sansa de 12% ca sistemul solar sa fie tras in exterior in coada de maree a Caii Lactee si o sansa de 3% ca acesta sa devina legat gravitational de Andromeda si, astfel, devenind o parte a acelei galaxii. De asemenea, gaurile negre supermasive din centrul celor 2 galaxii se vor contopi. In cele din urma, in aproximativ 6 miliarde de ani, Calea Lactee si Andromeda isi vor finaliza fuziunea intr-o gigantica galaxie eliptica. In timpul fuziunii, daca exista suficient gaz, gravitatia crescuta va forta gazul spre centrul galaxiei eliptice care se formeaza.

Acest lucru poate duce la o scurta perioada de formare intensiva a stelelor numita explozie de stele. In plus, gazul interstelar atras prin aceasta ciocnire, va alimenta gaura neagra nou formata, transformandu-o intr-un nucleu galactic activ. Forta acestor interactiuni va impinge probabil Sistemul Solar in haloul exterior al noii galaxii, lasandu-l relativ nevatamat de radiatia din aceste coliziuni.

Este o conceptie gresita obisnuita ca aceasta coliziune va perturba orbitele planetelor din sistemul solar. Desi este adevarat ca gravitatia stelelor trecatoare poate detasa planete in spatiul interstelar, distantele dintre stele sunt atat de mari incat probabilitatea coliziunii dintre stelele ce formeaza cele 2 galaxii este neglijabila.