З архіву ПУ. Людство приречене, все станеться швидше, ніж очікувалося? Астрономи назвали дату смерті Сонячної системи

Американські вчені підрахували, коли відбудеться знищення всієї Сонячної системи. Виявилося, що цей термін більше, ніж вік Всесвіту, але менше, ніж припускали раніше. Згідно з новим моделюванням, планетам потрібно менше 100 млрд років, щоб стати планетами-вигнанцями, залишивши вмираюче Сонце на самоті, передають Патріоти України.

Астрономи і фізики намагалися розгадати остаточну долю Сонячної системи протягом як мінімум сотень років. «Розуміння довготривалої динамічної стабільності Сонячної системи становить одне з найстаріших напрямків астрофізики, висхідний до самого Ньютона, який припустив, що взаємодія між планетами в кінцевому підсумку призведе до нестабільності системи», — розповіли астрономи Джон Зінк з Університету Каліфорнія, Лос-Анджелес, Костянтин Батигін з Каліфорнійського технологічного інституту і Фред Адамс з Мічиганського університету.

Але це набагато складніше, ніж може здатися. Чим більше тіл бере участь в динамічній системі, взаємодіючи один з одним, тим складніше стає ця система і тим важче передбачити її поведінку.

Через цю складність неможливо зробити довгі прогнози орбіт об'єктів Сонячної системи за певні проміжки часу. Після п’яти-десяти мільйонів років орбіти змінюються. Але якщо ми зможемо з’ясувати, що станеться з нашою Сонячною системою, це розповість нам дещо про те, як Всесвіт може розвиватися в масштабах, які набагато перевищують її нинішній вік 13,8 мільярда років.

У 1999 році астрономи передбачили, що Сонячна система буде повільно розпадатися за період не менше мільярда мільярдів — це 10 ^ 18, або квінтильйон — років. Вони підрахували, що саме стільки часу потрібно, щоб орбітальні резонанси Юпітера і Сатурна роз'єднали Уран. Однак, цей розрахунок не враховує деякі важливі фактори, які могли б зруйнувати Сонячну систему раніше.

Справа в тому, що через приблизно 5 мільярдів років Сонце перетвориться на червоного гіганта, поглинувши Меркурій, Венеру і Землю. Потім воно викине майже половину своєї маси, віднесену зоряним вітром в космос; залишився білий карлик становитиме всього 54 відсотки від нинішньої маси Сонця.

Ця втрата маси послабить гравітаційну хватку Сонця на планетах, що залишилися: Марсі та зовнішніх газових і крижаних гігантів, Юпітері, Сатурні, Урані і Нептуні.

«Якщо врахувати втрату зоряної маси і роздуття орбіт зовнішніх планет, ці зустрічі стануть більш значущими. Якщо буде достатньо часу, деякі з цих обльотів підійдуть досить близько, щоб роз'єднати — або дестабілізувати — планети», — пишуть дослідники.

З урахуванням цих додаткових впливів в своїх розрахунках, команда провела 10 симуляцій задачі N-тіл для зовнішніх планет. Це моделювання було розділене на дві фази: до закінчення втрати маси Сонця і фазу, яка настає після.

Хоча 10 симуляцій не є надійною статистичною вибіркою, команда виявила, що кожен раз розігрувався аналогічний сценарій.

Після того, як Сонце завершить свою еволюцію в білий карлик, зовнішні планети отримують велику орбіту, але все ще залишаються відносно стабільними. Юпітер і Сатурн, однак, потрапляють в стійкий резонанс 5: 2 — кожні п’ять разів, коли Юпітер обертається навколо Сонця, Сатурн обертається двічі (цей можливий резонанс пропонувався багато разів, в тому числі самим Ісааком Ньютоном).

Ці розширені орбіти, а також характеристики планетарного резонансу роблять систему більш сприйнятливою до збурень від зірок.

Через 30 мільярдів років такі зіркові обурення переведуть ці стабільні орбіти на хаотичні, що призводе до швидкої втрати планет. Всі планети, крім однієї, втечуть з своїх орбіт і стануть планетами-вигнанцями.

Це значно коротший період часу, ніж той, який був запропонований в 1999 році. Втім, навіть якщо оцінки на шкалі часу загибелі Сонячної системи дійсно зміняться, проте, до цього ще багато мільярдів років.