Qual è l'origine del sistema solare? Generalmente si concorda nel dire che esso si è condensato da una nebulosa di polveri e gas. Ma i dettagli non sono affatto chiari.

Quanto sono comuni i sistemi planetari intorno alle altre stelle? Oggi ci sono buone prove del fatto che oggetti delle dimensioni di Giove orbitano intorno a varie stelle.

Quali condizioni permettono la formazione di pianeti terrestri? Sembra inverosimile che la Terra sia unica, ma non abbiamo ancora prove dirette al riguardo.

C'è la vita da qualche parte nel sistema solare? Se la risposta è negativa, perché la Terra è speciale?

C'è la vita fuori dal sistema solare? Vita intelligente?

La vita è un fenomeno raro e insolito o addirittura unico nell'evoluzione dell'universo, oppure è adattabile, diffusa e comune?

Una Panoramica del Sistema Solare

"Una stella e una manciata di sassi": questa definizione del Sistema solare, dovuta a un noto astronomo, può apparire un po' irriverente o, per lo meno, riduttiva, ma a ben guardare descrive efficacemente il ruolo del nostro sistema nell'immensità multiforme dell'Universo.
Il Sistema solare, di cui fa parte il nostro pianeta, è infatti un insieme di corpi (detti genericamente corpi celesti) diversi tra loro per natura e dimensioni, ma accomunati per l'origine e costretti a muoversi in uno spazio ben definito da reciproche forze di attrazione. La porzione di spazio entro cui tali corpi si muovono ha le dimensioni di una sfera con il diametro di circa 20.000 miliardi di km: uno spazio che può apparire sconfinato all'esperienza comune, ma che è poco più di un punto, un minuscolo angolo verso la periferia della Galassia che, a sua volta è solo una tra i miliardi di galassie che si muovono nell'Universo, separate da vastissime distese di spazio deserto, anche se non totalmente vuoto.

In breve, il Sistema solare comprende: una stella di modeste dimensioni, il Sole; i suoi nove pianeti; almeno 54 satelliti principali e numerosi anelli di materiali in frammenti, che, variamente distribuiti tra i pianeti, ruotano intorno a questi ultimi; migliaia di asteroidi (o "pianetini"), piccole masse concentrate in un'ampia fascia che circonda il Sole a distanze tra 2 e 3 U.A.; una quantità di frammenti di varia origine e natura, troppo piccoli per essere chiamati pianetini, anche se il limite tra le due categorie non è affatto netto: tali frammenti, se attratti dalla Terra tanto da attraversarne l'atmosfera, si arroventano per attrito e possono o bruciare completamente, come le meteore (le ben note "stelle cadenti"), ovvero consumarsi solo in parte, nel qual caso il loro nucleo colpisce il suolo come meteorite (o "bolide"); e, infine, numerose piccole masse ghiacciate che si muovono all'estrema periferia del Sistema solare e che solo occasionalmente o periodicamente si avvicinano al centro, manifestandosi sotto forma di comete. Lo spazio tra i vari corpi celesti non è completamente vuoto: vi si trova, estremamente rarefatta, la cosiddetta "materia interplanetaria", formata da pulviscolo (in pratica micrometeoriti, con diametro pari a frazioni di millimetri), gas e frammenti subatomici (protoni ed elettroni liberi).
Di fronte alla varietà e al numero dei componenti del Sistema solare bisogna però sottolineare che quasi tutta la massa di materia complessivamente presente è concentrata nel Sole, che ne comprende il 99,85% e che è perciò, a buon diritto, il centro dell'intero sistema.

Il sistema solare è composto dal Sole, da nove pianeti, da sessantatré (63) satelliti dei pianeti, da un grande numero di corpi minori (le comete e gli asteroidi), e dalla materia interplanetaria. Il sistema solare interno contiene il Sole, Mercurio, Venere, Terra e Marte:

I pianeti del sistema solare esterno sono Giove, Saturno, Urano, Nettuno e Plutone:

Le orbite dei pianeti sono ellissi con il Sole in uno dei due fuochi, sebbene tutte, eccetto quelle di Mercurio e di Plutone, siano quasi circolari. Le orbite dei pianeti giacciono più o meno sullo stesso piano (chiamato eclittica e definito dal piano dell'orbita terrestre. L'eclittica è inclinata di soli 7 gradi rispetto al piano dell'equatore solare. L'orbita di Plutone è quella che si allontana maggiormente dal piano dell'eclittica, con una inclinazione di 17 gradi. I diagrammi qui sopra mostrano le dimensioni relative delle orbite dei nove pianeti, viste da una prospettiva piuttosto al di sopra sull'eclittica (di qui la loro apparenza non circolare). Tutti i pianeti orbitano nella medesima direzione (in senso antiorario, guardandoli da un punto sopra il polo nord del Sole); tutti, tranne Venere e Urano, ruotano pure nel medesimo senso.

Questo fotomontaggio mostra i nove pianeti con le loro dimensioni relative abbastanza corrette

Un modo per visualizzare le dimensioni relative nel sistema solare consiste nell'immaginare un modello nel quale esso è ridotto per un fattore di un miliardo (1e9). In questo caso la Terra ha un diametro di circa 1,3 centimetri (le dimensioni di un acino d'uva). La Luna orbita a circa trenta centimetri di distanza. Il Sole ha un diametro di 1,5 metri (quasi l'altezza di un uomo) e si trova a 150 metri (come la lunghezza di un isolato) dalla Terra. Giove ha un diametro di 15 centimetri (le dimensioni di un grosso pompelmo) ed è a 5 isolati di distanza dal Sole. Saturno (grosso come un'arancia) è a 10 isolati; Urano e Nettuno (limoni) sono rispettivamente a 20 e 30 isolati di distanza. In questa scala, un essere umano è grande come un atomo; la stella più vicina è lontana 40.000 chilometri.

Nelle illustrazioni precedenti non compaiono i numerosi corpi minori che abitano il sistema solare: i satelliti dei pianeti; il grande numero di asteroidi (piccoli corpi rocciosi) che orbitano intorno al Sole, soprattutto in una zona compresa fra Marte e Giove ma anche altrove; e le comete (piccoli corpi di ghiaccio) che vanno e vengono dalle regioni interne del sistema solare su orbite molto allungate e con varie inclinazioni rispetto all'eclittica. Con poche eccezioni, i satelliti planetari orbitano nel medesimo senso dei pianeti e approssimativamente sul piano dell'eclittica, ma lo stesso non si può dire in generale per comete e asteroidi.

La classificazione di questi oggetti è materia di controversia. Tradizionalmente, il sistema solare è stato diviso in pianeti (i grandi corpi che orbitano intorno al Sole), i loro satelliti (detti anche lune, oggetti di varie dimensioni che orbitano intorno ai pianeti), asteroidi (piccoli oggetti compatti che orbitano intorno al Sole) e comete (piccoli oggetti di ghiaccio con orbite assai eccentriche). Sfortunatamente, si è scoperto che il sistema solare è più complesso di quanto si possa credere:

ci sono diverse lune più grandi di Plutone, e due sono più grandi anche di Mercurio;

ci sono molte lune che con ogni probabilità sono asteroidi catturati;

talvolta le comete si sciolgono e diventano indistinguibili dagli asteroidi;

gli oggetti della Cintura di Kuiper e altri corpi come Chirone non entrano facilmente in questo schema;

i sistemi Terra/Luna e Plutone/Caronte sono talvolta considerati come "pianeti doppi".

Si possono proporre altre classificazioni basate sulla composizione chimica e/o sull'origine, che possono risultare fisicamente più valide. Ma esse, di solito, finiscono per creare troppe classi o troppe eccezioni. La conclusione è che molti corpi sono unici; la nostra attuale comprensione è insufficiente per stabilire categorie chiare.

I nove corpi convenzionalmente denominati pianeti sono spesso classificati in varie ulteriori maniere:

per composizione:
- pianeti terrestri o rocciosi: Mercurio, Venere, Terra e Marte:
  - I pianeti terrestri sono composti principalmente di roccia e metalli e hanno densità relativamente alte, rotazione lenta, superfici solide, nessun anello e pochi satelliti.
- pianeti gioviani o gassosi: Giove, Saturno, Urano e Nettuno:
  - I pianeti gassosi sono composti principalmente di idrogeno ed elio e di solito hanno densità basse, rotazione rapida, profonde atmosfere, anelli e parecchi satelliti.
- Plutone.
per dimensioni:
- pianeti piccoli: Mercurio, Venere, Terra, Marte e Plutone.
  - I pianeti piccoli hanno diametri inferiori a 13.000 km.
- pianeti giganti: Giove, Saturno, Urano e Nettuno.
  - I pianeti giganti hanno diametri superiori a 48.000 km.
- Mercurio e Plutone vengono talvolta designati come pianeti minori (da non confondere con pianetini, che è il termine ufficiale per designare gli asteroidi).
- I pianeti giganti sono talvolta designati come giganti gassosi.
per posizione rispetto al Sole:
- pianeti interni: Mercurio, Venere, Terra e Marte.
- pianeti esterni: Giove, Saturno, Urano, Nettuno e Plutone.
- La cintura di asteroidi fra Marte e Giove forma il confine fra il sistema solare interno e il sistema solare esterno.
per posizione rispetto alla Terra:
- pianeti inferiori: Mercurio e Venere.
  - sono più vicini al Sole della Terra.
  - mostrano le fasi come la Luna, quando sono osservati dalla Terra.
- Terra.
- pianeti superiori: da Marte a Plutone.
  - sono più lontani dal Sole della Terra.
  - appaiono sempre interi o quasi.
per storia:
- pianeti classici: Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno.
  - conosciuti fin dai tempi preistorici
  - visibili ad occhio nudo
- pianeti moderni: Urano, Nettuno, Plutone.
  - scoperti in tempi moderni
  - visibili solo al telescopio
- Terra.