Nosso lar cósmico — oito planetas, um Sol e inúmeros corpos menores, imersos em um espaço que a luz atravessa em meio ano.
O Sistema Solar é composto pelo Sol e por tudo o que está gravitacionalmente ligado a ele. Apenas 0,14 % da massa total corresponde a tudo além do Sol — ainda assim, essa fração minúscula inclui oito planetas, centenas de luas, milhões de asteroides e bilhões de cometas. Os planetas se movem quase todos no plano da eclíptica, o remanescente achatado do disco protoplanetário do qual o sistema se formou. Uma fronteira fundamental divide o mundo dos planetas: a linha de gelo, a cerca de 3–5 UA — onde compostos voláteis como água, metano e amônia existiam como gelo no Sistema Solar primitivo e contribuíram para a formação dos planetas externos, de grande massa.
O Sol gera sua energia por meio da cadeia próton-próton (cadeia pp): quatro núcleos de hidrogênio (prótons) se fundem gradualmente em um núcleo de hélio. O defeito de massa resultante é convertido integralmente em energia segundo E = mc² — a cada segundo, cerca de 620 milhões de toneladas de hidrogênio se fundem em hélio. A potência irradiada é de 3,86 × 10²⁶ watts. No entanto, a radiação solar leva até 100.000 anos para atravessar, por transporte radiativo difuso, o trajeto do núcleo até a zona de convecção; da fotosfera até a Terra restam então apenas cerca de 8 minutos.
O Sol é uma estrela da sequência principal do tipo G — chamada em astronomia de "anã amarela", embora na verdade brilhe em branco (é a atmosfera que a torna amarelada). Estrelas do tipo G representam apenas cerca de 7 % de todas as estrelas da Via Láctea; a maioria são anãs vermelhas (tipo M). Em luminosidade e massa, o Sol situa-se quase exatamente no meio da faixa das estrelas estáveis da sequência principal — nada espetacular para a astronomia, mas ideal para o surgimento da vida.
Os quatro planetas internos se formaram dentro da linha de gelo, a partir de silicatos e metais. Compostos voláteis leves foram vaporizados pelo vento solar e pela intensa radiação do Sol jovem — o que restou foram corpos densos, ricos em rocha, com núcleos metálicos. Sua gravidade é fraca demais para reter gases leves como hidrogênio e hélio.
O planeta mais próximo do Sol não possui atmosfera de verdade e, por isso, apresenta as variações de temperatura mais extremas do sistema. Um detalhe notável: Mercúrio gira em uma ressonância spin-órbita de 3:2 — três rotações próprias correspondem exatamente a duas voltas ao redor do Sol. Apesar do seu pequeno tamanho, Mercúrio tem um núcleo de ferro excepcionalmente grande (85 % do raio), que gera um campo magnético fraco.
O planeta mais quente do Sistema Solar — mais quente que Mercúrio, apesar de estar mais distante. A causa é um efeito estufa extremo: a densa atmosfera de CO₂ (92× a pressão terrestre) deixa escapar muito pouco calor. Além disso, Vênus gira de forma retrógrada e extremamente lenta (um dia venusiano dura 243 dias terrestres, um ano venusiano apenas 225). Lá, o nascer do sol pode ser observado a oeste. Vênus é considerado um alerta do que pode acontecer a uma Terra sem controle sobre a retroalimentação do efeito estufa.
O único planeta conhecido com água líquida na superfície e vida confirmada. A tectônica de placas regula, ao longo de escalas de tempo geológicas, o teor de CO₂ da atmosfera (ciclo carbonato-silicato) e, assim, estabiliza o clima. O forte campo magnético, gerado pelo núcleo externo líquido de ferro, protege a biosfera do vento solar. A Lua, relativamente grande, estabiliza a inclinação do eixo terrestre (23,5°) e evita oscilações climáticas caóticas.
Marte abriga, com o Olympus Mons, o maior vulcão do Sistema Solar (21 km) e o maior sistema de canyons, o Valles Marineris (4.000 km de comprimento, 7 km de profundidade). Hoje, a atmosfera é fina demais (0,6 % da pressão terrestre) para manter água líquida — mas vestígios geológicos comprovam que Marte teve água líquida na superfície há 3–4 bilhões de anos. A perda do campo magnético há cerca de 4 bilhões de anos permitiu que o vento solar corroesse a atmosfera.
Além da linha de gelo, os planetas puderam, graças aos compostos congelados (gelo, metano, amônia), acumular massa suficiente para capturar, por sua gravidade, também hidrogênio e hélio da nebulosa protoplanetária. Os gigantes gasosos são compostos principalmente por H e He; os gigantes de gelo contêm uma proporção maior de "gelo" — termo que, em planetologia, designa compostos como H₂O, NH₃ e CH₄ em estado supercrítico ou líquido, não gelo de água sólido.
O maior planeta supera, sozinho, a massa de todos os outros planetas juntos em mais do dobro. Sua Grande Mancha Vermelha é uma tempestade que já dura pelo menos 350 anos, maior que a Terra. Júpiter é o planeta que gira mais rápido (9 h 56 min) e, devido à sua forte força de Coriolis, desenvolve bandas de nuvens marcantes. As quatro luas galileanas (Io, Europa, Ganimedes, Calisto) — descobertas em 1610 por Galileu — são, cada uma, mundos fascinantes por si só: Io é vulcanicamente ativa, e Europa possui um oceano global sob sua crosta de gelo.
O espetacular sistema de anéis de Saturno é composto por bilhões de blocos de gelo e rocha (de 1 cm a vários metros), que se estendem por 282.000 km de raio, mas têm apenas 10–100 m de espessura. Sua densidade média de 0,69 g/cm³ é a menor de todos os planetas — Saturno flutuaria na água. A lua Titã tem uma densa atmosfera de nitrogênio e lagos de metano líquido. Encélado lança gêiseres de água ao espaço — um indício de um oceano subglacial.
Urano é o planeta mais frio do Sistema Solar — apesar de Netuno estar mais distante. Ele irradia quase nenhum calor interno, o que sugere uma estrutura interna incomum. Sua característica mais marcante é a inclinação axial de 97,77°: ele praticamente rola em sua órbita, apontando um de seus polos para o Sol por ~42 anos de cada vez, alternadamente. Provavelmente, foi levado a essa posição por uma colisão com um corpo do tamanho da Terra.
Netuno possui os ventos mais fortes conhecidos no Sistema Solar — até 2.100 km/h, embora receba pouquíssima energia solar. Por isso, precisa irradiar um calor interno enorme. Sua maior lua, Tritão, orbita-o de forma retrógrada — um indício de que Tritão não é uma lua natural, mas sim um objeto capturado vindo do Cinturão de Kuiper. Tritão se move em espiral em direção a Netuno e será despedaçado em cerca de 3,6 bilhões de anos.
A zona habitável (ZH), também chamada de zona de Cachinhos Dourados (Goldilocks), é a região ao redor de uma estrela na qual um planeta com atmosfera pode ter água líquida na superfície. Seus limites dependem da luminosidade da estrela, do albedo (poder refletor) do planeta e da composição de sua atmosfera. A ZH conservadora do nosso sistema está entre 0,99 e 1,70 UA — Marte está no limite externo, mas, por falta de atmosfera suficiente, não se beneficia do efeito estufa. Vênus, por sua vez, estaria dentro da ZH, mas perdeu todos os seus oceanos de água devido a um efeito estufa descontrolado.
Modelos clássicos de ZH descrevem apenas planetas na superfície. Mas a vida também pode existir bem além disso: a lua Europa, de Júpiter, e a lua Encélado, de Saturno, possuem oceanos globais de água salgada sob espessas crostas de gelo, mantidos aquecidos por forças de maré. Encélado lança ativamente gêiseres de água ao espaço, que a sonda Cassini analisou — encontrando compostos orgânicos e hidrogênio molecular. Isso aponta para atividade hidrotermal, que na Terra abriga vida há bilhões de anos. O conceito de ZH precisa, portanto, ser ampliado com uma zona subsolar que se estende muito além dela.
Entre, fora e ao redor dos planetas, uma multidão de objetos menores povoa o Sistema Solar — vestígios fósseis da época de formação, corpos capturados ou destroços de colisões passadas.
A Voyager 1, lançada em 1977, foi em 2012 o primeiro objeto feito pelo homem a cruzar a heliopausa — o limite entre o vento solar e o meio interestelar — a cerca de 121 UA. Desde então, encontra-se no espaço interestelar, mas ainda envia sinais de rádio fracos à Terra (tempo de percurso: ~22 horas). Ela levou apenas décadas para chegar ao cinturão de Kuiper; para alcançar a borda interna da Nuvem de Oort, ainda precisará de cerca de 300 anos, e para chegar à borda externa, ~30.000 anos.
O Sistema Solar se formou há cerca de 4,57 bilhões de anos, a partir do colapso de uma nuvem molecular de gás e poeira. O gatilho foi provavelmente a onda de choque de uma supernova próxima — o que também explica por que o Sistema Solar primitivo continha isótopos radioativos de vida curta, como o ²⁶Al, que só se formam em ejeções de supernova.
O número de planetas não é obra do acaso, mas consequência da física do disco e da gravidade: planetas muito próximos entre si se desestabilizam em longas escalas de tempo; muito distantes, não acumulam material suficiente. Simulações computacionais mostram que nosso sistema apresenta uma estabilidade especial entre muitas condições iniciais possíveis — possivelmente favorecida pela formação precoce de Júpiter, que "limpou" o material de asteroides e impediu a formação de um quinto planeta terrestre. Marte teria se tornado bem mais massivo sob outras condições iniciais.