Sebbene il terreno sotto i nostri piedi sembri solido e calmo (il più delle volte), nulla in questo universo dura per sempre. Un giorno il nostro Sole morirà, espellendo una parte significativa della sua massa, prima che il suo nucleo si riduca a una nana bianca, drenando gradualmente calore fino a quando mille trilioni di anni dopo non sarà altro che una fredda, scura pietra morta.
Ma a quel punto non ci sarà nessun'altra parte del sistema solare. Secondo nuove simulazioni, i pianeti hanno bisogno di soli 100 miliardi di anni per volare attraverso la galassia, lasciandosi molto indietro il Sole morente. Astronomi e fisici hanno cercato di capire il destino finale del sistema solare per almeno centinaia di anni.
"La comprensione della stabilità dinamica a lungo termine del Sistema Solare è una delle aree più antiche dell'astrofisica, risalente allo stesso Newton, che suggerì che le interazioni interplanetarie avrebbero portato all'instabilità del sistema", hanno scritto gli astronomi nel loro nuovo articolo.
Ma è molto più complicato di quanto possa sembrare. Quanto maggiore è il numero di corpi che partecipano a un sistema dinamico, interagendo tra loro, tanto più complesso diventa questo sistema e tanto più difficile è prevederlo. Questo è chiamato problema N-corpo.
A causa di questa complessità, è impossibile prevedere deterministicamente le orbite degli oggetti nel Sistema Solare a determinati intervalli di tempo. Dopo cinque o dieci milioni di anni, la fiducia vola fuori dalla finestra. Ma se riusciamo a capire cosa succede al nostro sistema solare, ci dirà qualcosa su come l'universo può evolversi su scale temporali ben oltre la sua attuale età di 13,8 miliardi di anni.
Nel 1999, gli astronomi avevano previsto che il sistema solare si sarebbe lentamente disintegrato in un periodo di almeno un miliardo di miliardi (o quintilioni) di anni. Secondo i loro calcoli, questo è esattamente il tempo impiegato dalle risonanze orbitali di Giove e Saturno per separare Urano. Tuttavia, questo calcolo non tiene conto di alcuni importanti fattori che potrebbero distruggere prima il sistema solare.
Primo, è il Sole.
Dopo 5 miliardi di anni, prima della morte, il Sole diventerà una gigante rossa, ingoiando Mercurio, Venere e la Terra. Quindi espellerà nello spazio quasi la metà della sua massa trasportata dal vento stellare; la nana bianca che rimarrà al suo posto sarà solo il 54 per cento dell'attuale massa del Sole. Questa perdita di massa indebolirà la presa gravitazionale del Sole sui pianeti, Marte, i giganti gassosi e ghiacciati esterni, Giove, Saturno, Urano e Nettuno.
In secondo luogo, poiché il sistema solare ruota attorno al centro galattico, altre stelle devono avvicinarsi abbastanza da disturbare le orbite dei pianeti. "Se prendiamo in considerazione la perdita di massa stellare e il rigonfiamento delle orbite dei pianeti esterni, questi incontri diventeranno più influenti", scrivono i ricercatori. Tenendo conto di questi effetti aggiuntivi nei loro calcoli, il team ha eseguito 10 simulazioni di corpi N per i pianeti esterni usando il potente generale grappolo HOFFMAN2. Queste simulazioni sono state divise in due fasi: prima della fine della perdita di massa del Sole e la fase che si verifica dopo. Sebbene 10 simulazioni non siano un campione statistico affidabile, il team ha scoperto che ogni volta si verificava uno scenario simile.
Dopo che il Sole avrà completato la sua evoluzione in una nana bianca, i pianeti esterni avranno un'orbita ampia ma rimarranno comunque relativamente stabili. Giove e Saturno, tuttavia, saranno in una costante risonanza 5:2 - per ogni cinque volte che Giove orbita attorno al Sole, Saturno orbita due volte (questa possibile risonanza è stata suggerita molte volte, non ultimo dallo stesso Isaac Newton).
Queste orbite estese, così come le caratteristiche di risonanza planetaria, renderanno il sistema più suscettibile alle influenze stellari. In 30 miliardi di anni, tali perturbazioni stellari trasformeranno queste orbite stabili in orbite caotiche, portando alla rapida perdita del pianeta. Tutti i pianeti tranne uno voleranno fuori dalle loro orbite e diventeranno pianeti canaglia.
Quest'ultimo pianeta solitario esisterà per altri 50 miliardi di anni, ma il suo destino sarà deciso. Alla fine, sarà anche deorbitato dall'attrazione gravitazionale delle stelle che lo sorpasseranno. Dopotutto, 100 miliardi di anni dopo che il Sole si è trasformato in una nana bianca, il Sistema Solare sarà scomparso.
Si tratta di un periodo di tempo molto più breve di quello proposto nel 1999. E, come notano attentamente i ricercatori, dipende dalle attuali osservazioni dell'ambiente galattico locale e dalle stime del transito stellare, che sono soggette a modifiche. Quindi questo non è affatto scolpito nella pietra. Anche se le stime sulla scala temporale della morte del sistema solare cambiano davvero, mancano ancora molti miliardi di anni. La probabilità che l'umanità vivrà abbastanza a lungo per vederlo è molto scarsa.
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