Слънчевата система може да се окаже далеч по-малко устойчива, отколкото предполагат досегашните модели. Ново изследване показва, че Юпитер, Сатурн и останалите външни планети могат да бъдат изхвърлени от стабилните си орбити сравнително скоро след като Слънцето се превърне в бяло джудже.

В продължение на векове въпросът колко дълго би могла да съществува подредбата на Слънчевата система представлява интерес за астрономите. Още Исак Нютон допуска, че сложното гравитационно взаимодействие между планетите и Слънцето в крайна сметка може да наруши равновесието им.

По-нови изследвания обаче очертаваха доста по-спокойна картина. Според някои оценки външната част на Слънчевата система би могла да запази структурата си за периоди, които многократно надхвърлят сегашната възраст на Вселената.

Ново проучване, публикувано в The Astrophysical Journal Letters, поставя тази теза под въпрос, обяснява The Independent. Неговите автори Константин Батигин, Джим Фулър и Фред Адамс стигат до извода, че досегашните модели вероятно са подценявали един важен фактор – начина, по който Слънцето ще губи маса в края на живота си.

Досега динамичният живот на външната Слънчева система е оценяван на около (10^{18}) години. Новите симулации свалят тази оценка до приблизително един милиард години след превръщането на Слънцето в бяло джудже.

Амбициозна мисия е напът да разкрие тайните на най-слабо проучената планета в Слънчевата система

Проблемът е в начина, по който Слънцето ще умира

След милиарди години Слънцето ще изчерпи горивото си и ще навлезе във фаза на червен гигант, преди в крайна сметка да се превърне в бяло джудже – малък и изключително плътен остатък от някогашната звезда. Досегашните модели до голяма степен приемат, че при този процес тя губи масата си сравнително плавно и равномерно. Ако това се случи, орбитите на оцелелите планети постепенно ще се разширяват, но системата би могла да остане стабилна за изключително дълъг период.

Новото изследване разглежда различен сценарий. Наблюденията на бели джуджета показват, че загубата на маса може да бъде асиметрична. Вместо материята да напуска звездата равномерно във всички посоки, тя може да бъде изхвърляна на отделни порции, в различни моменти и посоки.

Всяко подобно изхвърляне води до малък импулс, или „тласък“, върху звездата. Сам по себе си такъв ефект би бил почти незабележим, но натрупването на множество случайни импулси постепенно може да промени планетарните орбити.

Това е особено важно за външните части на Слънчевата система, където се намират газовите гиганти. Според авторите подобни смущения могат да доведат до пресичане на орбити, силни гравитационни взаимодействия и в крайна сметка до изхвърляне на планети от системата.

Разпадът може да започне още преди Слънцето да стане бяло джудже

Един от най-изненадващите резултати е, че нестабилността не е ограничена само до последния етап от живота на звездата. В около 40% от симулациите планетите изпитват сериозни смущения или се разпръскват още по време на фазата на червен гигант.

Около 90% от симулираните системи се разпадат в рамките на три милиарда години. В резултат прогнозираният динамичен живот на външната Слънчева система се съкращава значително – от около (10^{18}) години до приблизително един милиард години след формирането на бялото джудже.

Терминът „скоро“ тук се използва в астрономически смисъл. Слънцето ще достигне този етап след милиарди години, а условията на Земята ще станат негостоприемни за живот много преди евентуалния разпад на външната планетарна система. The Independent отбелязва, че при разширяването си като червен гигант звездата ще стане достатъчно ярка и гореща, за да унищожи условията за живот на нашата планета, а самата Земя може в крайна сметка да бъде погълната.

Метеорит, пробил покрива на къща, разкрива следи от древна вода в Слънчевата система

Нютон може да се е оказал по-близо до истината

Изследването има интересен исторически обрат. Още Нютон се съмнява, че прецизната конфигурация на планетите може да остане стабилна завинаги. По-късното развитие на небесната механика постепенно отдалечава потенциалния разпад все по-напред във времето. Новият модел отново приближава този сценарий, но посочва различен виновник.

Авторите отбелязват, че причината няма да бъде само постепенното натрупване на хаос в движението на планетите или случайна среща с преминаваща звезда. Умиращото Слънце може да се окаже основният източник на нестабилност.

Това не означава, че учените могат да предвидят точния момент на разпада. Резултатите са вероятностни и зависят от степента на неравномерност при загубата на маса от звездата.

Изследването обаче променя основното допускане в предишните оценки. Новият модел предвижда значително по-хаотичен край, при който смъртта на Слънцето може да разруши създадената от него планетарна система.