Hành tinh nào già nhất và trẻ nhất hệ Mặt Trời?
Trong khi sao Mộc là hành tinh chào đời sớm nhất, việc xác định hành tinh nào trẻ nhất khó khăn hơn nhiều.
Khoảng 5 tỷ năm trước, Mặt Trời bắt đầu biến đổi hydro thành heli trong lõi để trở thành một ngôi sao đúng nghĩa. Bao quanh Mặt Trời "sơ sinh" là một đĩa vật chất - chủ yếu gồm hydro từ tinh vân tạo nên Mặt Trời, ngoài ra còn có các phân tử phức tạp hơn. Các tương tác trong đĩa này tạo ra những hạt băng và bụi, chúng tiếp tục phát triển và tương tác với những hạt khác. Các khối khí của đĩa vật chất cũng bắt đầu tách khỏi phần còn lại. Từ đám hỗn loạn này, các hành tinh dần hình thành.
Hành tinh già nhất
Hành tinh chào đời sớm nhất, có thể trong vòng 3 triệu năm đầu tiên của hệ Mặt Trời, là sao Mộc. Điều này khiến sao Mộc trở nên mạnh mẽ và to lớn, lớn hơn nhiều so với bất cứ hành tinh nào khác. Sao Mộc có khối lượng gấp 318 lần Trái Đất. Thực tế, khối tâm hệ thiên thể giữa sao Mộc và Mặt Trời - điểm mà sao Mộc quay quanh - không phải tâm Mặt Trời mà nằm ngay bên ngoài bề mặt. Vì vậy, sao Mộc thậm chí không quay quanh Mặt Trời một cách chính xác.
Sau sao Mộc, sao Thổ cũng bắt đầu phát triển. Tiếp đến là sao Hải Vương và sao Thiên Vương, dù vào thời điểm hai hành tinh này đang hình thành, sao Mộc và sao Thổ đã quét lấy một lượng lớn khí ở khu vực rìa ngoài của hệ Mặt Trời. Trong số các mặt trăng của hệ Mặt Trời, mặt trăng Callisto của sao Mộc có bề mặt già nhất.
Trong thời gian này, ở khu vực sâu bên trong hệ Mặt Trời, 4 hành tinh đất đá và một hành tinh lùn dần hình thành. Tiền hành tinh đá mất nhiều thời gian hơn để chào đời, có lẽ gần 100 triệu năm, vì phụ thuộc vào sự va chạm giữa các thiên thể đá. Sao Hỏa có thể đã đạt đến kích thước hiện tại một cách nhanh chóng, nhanh hơn Trái Đất và sao Kim, nhưng các nhà khoa học chưa rõ thời điểm chính xác. Thông thường, họ ước tính tuổi của thiên thể rắn dựa vào số lượng hố trũng trên bề mặt, nhưng những thiên thể có bề mặt thay đổi khiến công việc này trở nên phức tạp.
Hành tinh trẻ nhất
Trong khi có thể xác định sao Mộc là hành tinh già nhất dựa vào những mô hình về quá trình hình thành, việc tìm ra hành tinh trẻ nhất không hề đơn giản. Một khía cạnh khác cần xem xét là các hành tinh cần có khối lượng và đặc tính giống như những gì con người thấy ngày nay. Nếu vậy, danh hiệu hành tinh trẻ nhất là cuộc cạnh tranh giữa Trái Đất và sao Thiên Vương. Lý do hai hành tinh này trở thành ứng cử viên cho danh hiệu trẻ nhất liên quan đến việc chúng đều trải qua những vụ va chạm lớn.
Trái Đất nguyên thủy có khả năng đã va chạm với Theia, hành tinh lớn tương đương sao Hỏa. Mặt Trăng nhiều khả năng cũng hình thành từ sự kiện diễn ra cách đây khoảng 4,5 tỷ năm này. Mặt Trăng mất khoảng 200 triệu năm để hóa rắn. Trái Đất trải qua chấn động sẽ cần thêm thời gian để trở thành như ngày nay, với sự hình thành của các đại dương và mảng kiến tạo. Các mảng kiến tạo có thể hình thành sớm nhất là 3,6 tỷ năm trước.
Cách đây 3 - 4 tỷ năm, sao Thiên Vương cũng va chạm với một thiên thể kích thước bằng Trái Đất khiến cấu trúc bên trong bị xáo trộn. Sự kiện làm cho sao Thiên Vương quay nghiêng và có từ trường kỳ lạ. Do Trái Đất và sao Thiên Vương trải qua những sự kiện làm thay đổi cấu trúc như vậy, việc xác định xem hành tinh nào trẻ hơn vẫn là một vấn đề nan giải.
