Selvom jorden under vores fødder virker solid og rolig (det meste af tiden), varer intet i dette univers evigt. En dag vil vores sol dø og udstøde en betydelig del af sin masse, før dens kerne krymper til en hvid dværg, og gradvist dræner varmen, indtil den tusind billioner år senere ikke er mere end en kold, mørk, død sten.
Men der vil ikke være nogen anden del af solsystemet på det tidspunkt. Ifølge nye simuleringer har planeterne kun brug for 100 milliarder år for at flyve gennem galaksen, hvilket efterlader den døende Sol langt bagefter. Astronomer og fysikere har forsøgt at finde ud af solsystemets endelige skæbne i mindst hundreder af år.
"Forståelse af den langsigtede dynamiske stabilitet af solsystemet er et af de ældste områder af astrofysik, der går tilbage til Newton selv, som foreslog, at interplanetariske interaktioner i sidste ende ville føre til systemustabilitet," skrev astronomerne i deres nye papir.
Men det er meget mere kompliceret, end det måske ser ud til. Jo større antal kroppe, der deltager i et dynamisk system, der interagerer med hinanden, jo mere komplekst bliver dette system, og jo sværere er det at forudsige. Dette kaldes et problem N-krop.
På grund af denne kompleksitet er det umuligt deterministisk at forudsige objekternes kredsløb i solsystemet med bestemte tidsintervaller. Efter fem til ti millioner år flyver selvtilliden lige ud af vinduet. Men hvis vi kan finde ud af, hvad der sker med vores solsystem, vil det fortælle os noget om, hvordan universet kan udvikle sig på tidsskalaer langt ud over dets nuværende alder på 13,8 milliarder år.
I 1999 forudsagde astronomer, at solsystemet langsomt ville gå i opløsning over en periode på mindst en milliard milliarder (eller kvintillioner) år. Ifølge deres beregninger er det præcis, hvor lang tid det tager for Jupiters og Saturns orbitale resonanser at adskille Uranus. Denne beregning tager dog ikke højde for nogle vigtige faktorer, der kan ødelægge solsystemet hurtigere.
For det første er det Solen.
Efter 5 milliarder år, før døden, vil Solen blive en rød kæmpe, der sluger Merkur, Venus og Jorden. Så vil den kaste næsten halvdelen af sin masse båret af stjernevinden ud i rummet; den hvide dværg, der bliver på sin plads, vil kun være 54 procent af Solens nuværende masse. Dette tab af masse vil svække Solens gravitationsgreb på planeterne, Mars, de ydre gas- og isgiganter, Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun.
For det andet, fordi solsystemet kredser om det galaktiske centrum, skal andre stjerner komme tæt nok på til at forstyrre planeternes kredsløb. "Hvis vi tager tabet af stjernemasse og hævelsen af de ydre planeters baner i betragtning, vil disse møder blive mere indflydelsesrige," skriver forskerne. Under hensyntagen til disse yderligere effekter i deres beregninger, kørte holdet 10 N-kropssimuleringer for de ydre planeter ved hjælp af den kraftfulde general klynge HOFFMAN2. Disse simuleringer blev opdelt i to faser: før slutningen af Solens massetab og fasen, der opstår efter. Selvom 10 simuleringer ikke er en pålidelig statistisk prøve, fandt holdet, at et lignende scenarie udspillede sig hver gang.
Efter at Solen har fuldført sin udvikling til en hvid dværg, vil de ydre planeter have en stor bane, men vil stadig forblive relativt stabile. Jupiter og Saturn vil dog være i en stabil 5:2-resonans – for hver femte gang Jupiter kredser om Solen, kredser Saturn to gange (denne mulige resonans er blevet foreslået mange gange, ikke mindst af Isaac Newton selv).
Disse udvidede baner, såvel som planetariske resonanskarakteristika, vil gøre systemet mere modtageligt for stjernepåvirkninger. Om 30 milliarder år vil sådanne stjerneforstyrrelser omdanne disse stabile baner til kaotiske, hvilket fører til et hurtigt tab af planeten. Alle på nær én af planeterne vil flyve væk fra deres baner og blive slyngelplaneter.
Denne sidste, ensomme planet vil eksistere i yderligere 50 milliarder år, men dens skæbne vil blive afgjort. Til sidst vil den også blive kredset af kredsløbet af tyngdekraften fra stjernerne, der vil flyve forbi den. Når alt kommer til alt, 100 milliarder år efter, at Solen er blevet til en hvid dværg, vil Solsystemet være væk.
Dette er en meget kortere periode end den, der blev foreslået i 1999. Og som forskerne omhyggeligt bemærker, afhænger det af aktuelle observationer af det lokale galaktiske miljø og estimater af stjernetransit, som kan ændres. Så dette er på ingen måde hugget i sten. Selvom estimaterne på tidsskalaen for solsystemets død virkelig ændrer sig, er det stadig mange milliarder år væk. Sandsynligheden for, at menneskeheden vil leve længe nok til at se dette, er meget lille.
Læs også: