圖注：該圖是我們的太陽系和太陽的八個行星，其大小按比例縮放。請注意，這是滿足國際天文學聯合會提出的所有三個行星標準的僅有的八個天體，它們繞太陽公轉的距離僅在同一平面的幾度之內。
在太陽系中的所有行星、矮行星、衛星和小行星等中，只有一個天體密度最大的。您可能會基於這樣的事實：引力閱讀的天體，其密度越大，因此認為木星或太陽是太陽系中密度最大的天體，但它們密度只是地球密度的的四分之一。
您可能還認為，由最重元素組成的天體其密度最大。但是，如果真是這樣，水星將是密度最大的天體，事實並非如此。相反，在太陽系中所有已知的大物體中，地球的密度最大。這一定令您感到驚訝，這是為什麼呢？
圖注：按大小比較太陽系中行星的數量。地球的半徑僅比金星大5％，但天王星和海王星的半徑是我們星球半徑的四倍。密度是最簡單的物質非基本性質之一。從微觀到巨集觀宇宙，每個存在的物體都具有一定的固有能量：我們通常所說的品質。這些物件在三個維度上也佔據了一定的空間：我們稱為體積。密度就是這兩個屬性的比率：物體的品質除以其體積。
我們的太陽系本身形成於大約45億年前，就像所有恆星系的形成那樣：來自恆星形成區域中的氣體雲，該氣體雲在其自身引力作用下收縮並坍塌。最近，藉助ALMA（阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列）等天文臺，我們首次能夠對這些新生恆星周圍形成的原行星盤進行直接成像和分析。
圖注：由ALMA拍攝的圍繞年輕恆星HL Tauri的原行星盤。圓盤上的間隙表明存在新的行星，而光譜測量表明存在大量且多樣性的有機含碳化合物。像這樣的影象的一些特徵是驚人的。你可以看到一個巨大的，延伸的圓盤圍繞著一個新形成的恆星：產生行星，衛星，小行星，一個外（柯伊伯式）帶等的物質。你可以看到圓盤上的間隙：像行星這樣的大品質物體已經形成的位置。你可以看到一個顏色編碼的溫度梯度，其中內部區域更熱，外部區域更冷。
但是，您無法從這樣的影象中直觀地看到不同型別的物質的存在和豐度。雖然複雜的分子甚至有機化合物在這樣的系統中隨處可見，但有三個重要的因素共同作用，決定了哪些元素最終會在太陽系的哪個位置產生。
圖注：原行星盤的插圖，其中行星和小行星首先形成，當行星和小行星形成時，在它們之間產生“間隙”。一旦中央原恆星變得足夠熱，它就開始吹散周圍原行星系統中最輕的元素。像木星或土星這樣的行星具有足夠的引力，可以固持氫和氦等最輕的元素，而像地球這樣的品質較低的世界則沒有。第一個因素是萬有引力。在由細小顆粒組成的物質圓盤中，那些更靠近盤內部的粒子將以略高於那些稍遠的粒子的速度圍繞太陽系中心旋轉，當它們在這個軌道舞蹈中彼此通過時，引起粒子之間的碰撞。
在已經形成稍大的顆粒的地方，或者在較小的顆粒粘在一起形成較大的顆粒的地方，由於具有超密區域優先吸引越來越多的周圍物質，因此引力變得稍大。在數千到數百萬到數千萬年的時間長河裡，這將導致行星的失控形成，而無論哪一個位置發生的品質最大，最快的位置都是一個行星。
圖注：原行星盤的示意圖，顯示了菸灰線和凍結線。對於像太陽這樣的恆星，估計凍結線的位置大約是地球-太陽初始距離的三倍，而菸灰線的位置要遠得多。這些線在我們太陽系過去的確切位置很難確定。
第二個因素是中央恆星的溫度，因為它從誕生前的分子云演化到作為原恆星的階段，再到作為成熟恆星的長壽命階段。在離恆星最近的內部區域，只有最重的元素才能存活下來，因為其他的元素都太輕了，被強烈的熱量和輻射炸開了。最內部的行星將由金屬單獨構成。
除此之外，還有一條凍結線，我們的地球行星都在凍結線內形成。這些線條很有趣，它告訴我們，太陽系中會形成一種物質梯度：最重的元素以最接近中心恆星的比例最大，而較重的元素丰度則隨離中心距離而減小。
圖注：一般來說，隨著太陽系的演化，揮發性物質被蒸發，行星吸積物質，行星合併在一起或引力相互作用和噴射物體，軌道遷移到穩定的形態。氣態巨行星可能在引力上支配著我們太陽系的動力學，但據我們所知，所有有趣的生物化學現象都發生在內部岩石行星上。在其他太陽系中，情況可能大不相同，這取決於不同的行星和衛星最終遷移到哪裡。第三也是最後一個因素是，隨著時間的流逝會發生複雜的引力舞。行星遷移，星星變熱，冰被剝落掉。 可能在早期階段環繞我們恆星執行的行星可能會被彈出、射入太陽，或觸發與其他世界碰撞和合並。
如果你離太陽系的恆星太近，恆星大氣層的外層可以提供足夠的摩擦力，導致你的軌道不穩定，螺旋進入中心恆星本身。縱觀我們今天的太陽系，在整個太陽系形成45億年後，我們可以總結出很多關於早期的情況。
圖注：一個關於合成的例子：一個膨脹的環，在高能、大角動量碰撞後環繞著一個行星。現在人們認為，我們的月球是由早期與地球的碰撞形成的，這種碰撞產生了這樣一種現象。但我們只剩下倖存者了。我們所看到的大體模式與我們的八大行星形成的大致順序非常一致：水星是最裡面的世界，其次是金星、地球、火星、小行星帶，然後是四個分別擁有自己的月球系統的氣態巨行星，柯伊伯帶，最後是奧爾特雲。
如果一切都是基於構成它們的元素，那麼水星將是密度最大的行星。與太陽系其他已知的元素相比，水星在元素週期表上所佔的比例更高。即使是已經蒸發了其揮發性冰層的小行星，也沒有水星僅基於元素的密度那麼大。金星排名第二，地球排名第三，其次是火星，一些小行星，然後是木星最裡面的衛星：木衛一。
圖注：太陽系中各種天體的密度。注意密度與距太陽的距離之間的關係，特里頓（海衛一）與冥王星的相似度，甚至木星的衛星，從木衛一到卡利斯托，在密度上如何如此巨大的變化。但決定其密度的不僅僅是一個世界的原材料組成。還有引力壓縮的問題，它對品質越大的世界影響越大。這是我們通過研究太陽系以外的行星學到的很多東西，因為它們教會了我們外行星的不同種類。這使我們能夠推斷出導致我們觀察到的世界的物理過程在起作用。
如果天體品質小於兩個地球品質，會成為一個岩石狀的，類地行星，品質更高的行星將受到更大的引力壓縮。在此之上，天體開始垂懸在氣體的物質包裹體上，隨著物質品質的增加，該物質會從該天體“噴出”使其密度極大地下降，這解釋了土星為什麼是密度最低的行星。在另一個閾值之上，引力壓縮再次領先。土星是木星物理尺寸的85％，但只有木星品質的三分之一。超過另一個臨界值，核聚變點燃，將一顆即將成為行星的行星變成一顆恆星。
圖注：最好的基於證據的行星分類方案是將它們分為岩石類、海王星類、木星類或恆星類。請注意，當你繼續外推時，行星在達到約2個地球品質之前所遵循的“線”始終保持在圖表上所有其他星球的下方。
如果我們有一個像木星這樣的天體，它離太陽足夠近，那麼它的大氣層將被剝奪，露出一個比今天太陽系任何行星都密度更高的核心。 最密集，最重的元素總是在行星形成過程中沉入核心，而引力會使核心密度比其它部分更緻密。但是我們的後院沒有任何這樣的天體。
相反，地球只有一個相對較重的岩石陸地行星，沒有巨大的氣體包裹層。由於自身引力的作用，地球被壓縮了百分之幾，比沒有這麼多品質的密度還要大。這一差別足以足以克服一個事實，即它由比水星更輕的元素組成（在2-5%之間）使其比水星總密度高2% 左右。
圖注：據我們所知，並利用最好的測量方法，我們已經確定地球是太陽系中所有行星中最緻密的行星：比水星高約2％，比金星高約5％。如果構成天體的元素是唯一對密度有意義的度量，那麼毫無疑問，水星將是太陽系中密度最大的行星。如果沒有低密度的海洋或大氣，沒有周期表上較重的元素（平均而言）組成的，水星會名列第一。然而，地球距離太陽近三倍，由較輕的材料製成，並有一個堅實的大氣層，以比水星密度高2%遙遙領先。
地球具有足夠的品質，以至於由於引力引起的自壓縮非常重要，它相對緻密的成分和巨大的自身重力，加上我們的品質是水星的18倍，使我們成為太陽系中密度最大的天體。