Нашата Слънчева система ще се разпадне напълно по-рано, отколкото си мислехме

Звезда бяло джудже след изхвърляне на масата си, за да образува планетарна мъглявина. (ESO/P. Weilbacher/AIP)

Въпреки че земята под краката ни се чувства твърда и успокояваща (през повечето време), нищо в тази Вселена не трае вечно.

Един ден нашето Слънце ще умре, изхвърляйки голяма част от масата си, преди ядрото му да се свие вбяло джудже, постепенно изпускайки топлина, докато не стане нищо повече от студена, тъмна, мъртва буца скала, хиляда трилиона години по-късно .

Но дотогава останалата част от Слънчевата система отдавна ще изчезне. Според новите симулации ще отнеме само 100 милиарда години за всички останали планети да се промъкнат из галактиката, оставяйки умиращото Слънце далеч зад себе си.

Астрономи и физици се опитват да разгадаят крайната съдба на Слънчевата система поне от стотици години.

„Разбирането на дългосрочната динамична стабилност на слънчевата система представлява едно от най-старите занимания на астрофизиката, което води началото си от самия Нютон, който спекулира, че взаимното взаимодействие между планетите в крайна сметка ще направи системата нестабилна“, пишат астрономите Джон Зинк от Университета на Калифорния, Лос Анджелис, Константин Батигин от Калтек и Фред Адамс от Мичиганския университет в новия им вестник .

Но това е много по-сложно, отколкото може да изглежда. Колкото по-голям е броят на телата, които участват в една динамична система, взаимодействащи помежду си, толкова по-сложна става тази система и толкова по-трудна е прогнозата. Това се нарича Проблем с N-тяло .

Поради тази сложност е невъзможно да се правят детерминистични прогнози за орбитите на обектите на Слънчевата система след определени времеви мащаби. След около пет до 10 милиона години сигурността излита направо през прозореца.

Но ако успеем да разберем какво ще се случи с нашата Слънчева система, това ще ни каже нещо за това как Вселената може да се развие във времеви мащаби, много по-дълги от сегашната й възраст от 13,8 милиарда години.

През 1999г. прогнозираха астрономите че Слънчевата система бавно ще се разпадне за период от поне един милиард милиарда - това е 10^18, или квинтилион - години. Това е колко време ще отнеме, изчислиха те, за орбитални резонанси от Юпитер и Сатурн за отделяне на Уран.

Според екипа на Зинк обаче това изчисление е пропуснало някои важни влияния, които биха могли да нарушат Слънчевата система по-рано.

Първо, това е Слънцето.

воколо 5 милиарда години, докато умира, Слънцето ще се раздуе в червен гигант, поглъщайки живак , Венера и Земята. След това ще изхвърли почти половината от масата си, отнесена в космоса от звездните ветрове; останалото бяло джудже ще бъде около 54 процента от текущата слънчева маса.

Тази загуба на маса ще разхлаби гравитационната хватка на Слънцето върху останалите планети, Марс и външните газови и ледени гиганти, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Второ, докато Слънчевата система обикаля около галактическия център, други звезди трябва да се приближат достатъчно, за да нарушат орбитите на планетите, около веднъж на всеки 23 милиона години.

„Чрез отчитане на загубата на звездна маса и инфлацията на орбитите на външните планети, тези срещи ще станат по-влиятелни“, пишат изследователите .

„При достатъчно време някои от тези прелитания ще се приближат достатъчно, за да разединят – или дестабилизират – останалите планети.“

С тези допълнителни влияния, взети предвид в техните изчисления, екипът проведе 10 симулации на N-тяло за външните планети (като остави Марс, за да спести разходи за изчисление, тъй като влиянието му трябва да е незначително), използвайки мощния Споделен клъстер Hoffman2 . Тези симулации бяха разделени на две фази: до края на загубата на маса на Слънцето и фазата, която идва след това.

Въпреки че 10 симулации не са силна статистическа извадка, екипът установи, че подобен сценарий се играе всеки път.

След като Слънцето завърши своята еволюция в бяло джудже, външните планети имат по-голяма орбита, но все още остават относително стабилни. Юпитер и Сатурн обаче се улавят в стабилен резонанс 5:2 - за всеки пет пъти, когато Юпитер обикаля около Слънцето, Сатурн обикаля два пъти (този евентуален резонанс е бил предлаган много пъти, не на последно място от самия Исак Нютон).

Тези разширени орбити, както и характеристиките на планетарния резонанс, правят системата по-податлива на смущения от преминаващи звезди.

След 30 милиарда години такива звездни смущения превръщат тези стабилни орбити в хаотични, което води до бърза загуба на планета. Всички планети с изключение на една избягват орбитите си, бягайки в галактиката катоизмамни планети.

Тази последна, самотна планета остава наоколо за още 50 милиарда години, но съдбата й е решена. В крайна сметка и той се освобождава от гравитационното влияние на преминаващите звезди. В крайна сметка, 100 милиарда години след като Слънцето се превърне в бяло джудже, Слънчевата система вече не съществува.

Това е значително по-кратка времева рамка от тази, предложена през 1999 г. И, както внимателно отбелязват изследователите, тя зависи от текущите наблюдения на местната галактическа среда и оценките за прелитане на звезди, като и двете могат да се променят. Така че в никакъв случай не е гравирано в камък.

Дори ако прогнозите за времевата линия на гибелта на Слънчевата система се променят, това все още е след много милиарди години. Вероятността човечеството да оцелее достатъчно дълго, за да го види, е малка.

Сладки сънища!

Изследването е публикувано в Астрономическият вестник .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.