Въпреки че земята под краката ни изглежда твърда и спокойна (през повечето време), нищо в тази вселена не трае вечно. Един ден нашето Слънце ще умре, изхвърляйки значителна част от масата си, преди ядрото му да се свие до бяло джудже, постепенно източвайки топлина, докато хиляда трилиона години по-късно то не е нищо повече от студен, тъмен, мъртъв камък.
Но дотогава няма да има друга част от Слънчевата система. Според нови симулации на планетите им трябват само 100 милиарда години, за да прелетят през галактиката, оставяйки умиращото Слънце далеч зад себе си. Астрономите и физиците се опитват да разберат окончателната съдба на Слънчевата система поне от стотици години.
„Разбирането на дългосрочната динамична стабилност на Слънчевата система е една от най-старите области на астрофизиката, датираща от самия Нютон, който предполага, че междупланетните взаимодействия в крайна сметка ще доведат до нестабилност на системата“, пишат астрономите в новата си статия.
Но е много по-сложно, отколкото може да изглежда. Колкото по-голям е броят на телата, участващи в една динамична система, взаимодействащи помежду си, толкова по-сложна става тази система и толкова по-трудна е за прогнозиране. Това се нарича проблем N-тяло.
Поради тази сложност е невъзможно да се предскажат детерминистично орбитите на обектите в Слънчевата система на определени интервали от време. След пет до десет милиона години увереността излита направо през прозореца. Но ако успеем да разберем какво се случва с нашата слънчева система, това ще ни каже нещо за това как Вселената може да се развива във времеви мащаби, далеч надхвърлящи настоящата си възраст от 13,8 милиарда години.
През 1999 г. астрономите прогнозираха, че слънчевата система бавно ще се разпадне за период от най-малко милиард милиарди (или квинтилиони) години. Според техните изчисления точно толкова време е необходимо на орбиталните резонанси на Юпитер и Сатурн да разделят Уран. Това изчисление обаче не взема предвид някои важни фактори, които биха могли да унищожат слънчевата система по-рано.
Първо, това е Слънцето.
След 5 милиарда години, преди смъртта, Слънцето ще се превърне в червен гигант, поглъщайки Меркурий, Венера и Земята. Тогава ще изхвърли почти половината от масата си, носена от звездния вятър в космоса; бялото джудже, което ще остане на негово място, ще бъде само 54 процента от сегашната маса на Слънцето. Тази загуба на маса ще отслаби гравитационното сцепление на Слънцето върху планетите, Марс, външните газови и ледени гиганти, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Второ, тъй като слънчевата система се върти около галактическия център, други звезди трябва да се приближат достатъчно, за да нарушат орбитите на планетите. „Ако вземем предвид загубата на звездна маса и раздуването на орбитите на външните планети, тези срещи ще станат по-влиятелни“, пишат изследователите. Като взе предвид тези допълнителни ефекти в своите изчисления, екипът проведе 10 симулации на N-тела за външните планети, използвайки мощния общ клъстер ХОФМАН2. Тези симулации бяха разделени на две фази: преди края на загубата на маса на Слънцето и фазата, която настъпва след това. Въпреки че 10 симулации не са надеждна статистическа извадка, екипът установи, че всеки път се играе подобен сценарий.
След като Слънцето завърши своята еволюция в бяло джудже, външните планети ще имат голяма орбита, но все още ще останат относително стабилни. Юпитер и Сатурн обаче ще бъдат в постоянен резонанс 5:2 - за всеки пет пъти, когато Юпитер обикаля около Слънцето, Сатурн обикаля два пъти (този възможен резонанс е бил предлаган много пъти, не на последно място от самия Исак Нютон).
Тези разширени орбити, както и характеристиките на планетарния резонанс, ще направят системата по-податлива на звездни влияния. След 30 милиарда години такива звездни смущения ще превърнат тези стабилни орбити в хаотични, което ще доведе до бърза загуба на планетата. Всички планети с изключение на една ще излетят от орбитите си и ще станат планети-измамници.
Тази последна, самотна планета ще съществува още 50 милиарда години, но нейната съдба ще бъде решена. В крайна сметка той също ще бъде деорбитиран от гравитационното привличане на звездите, които ще прелетят покрай него. В края на краищата, 100 милиарда години след като Слънцето се превърне в бяло джудже, Слънчевата система ще изчезне.
Това е много по-кратък срок от предложения през 1999 г. И както внимателно отбелязват изследователите, това зависи от текущите наблюдения на местната галактическа среда и оценките на звездния транзит, които подлежат на промяна. Така че това в никакъв случай не е поставено в камък. Дори ако оценките за времевия мащаб на смъртта на Слънчевата система наистина се променят, това все още е много милиарди години. Вероятността човечеството да живее достатъчно дълго, за да види това, е много малка.
Прочетете също: