Deși pământul de sub picioarele noastre pare solid și calm (de cele mai multe ori), nimic din acest univers nu durează pentru totdeauna. Într-o zi, Soarele nostru va muri, ejectând o parte semnificativă din masa sa, înainte ca miezul său să se micșoreze într-o pitică albă, drenând treptat căldura până când o mie de trilioane de ani mai târziu, nu este nimic altceva decât o piatră rece, întunecată și moartă.
Dar nu va mai exista nicio altă parte a sistemului solar până în acel moment. Conform noilor simulări, planetele au nevoie de doar 100 de miliarde de ani pentru a zbura prin galaxie, lăsând mult în urmă Soarele pe moarte. Astronomii și fizicienii încearcă să descopere soarta finală a sistemului solar de cel puțin sute de ani.
„Înțelegerea stabilității dinamice pe termen lung a Sistemului Solar este una dintre cele mai vechi domenii ale astrofizicii, datând din însuși Newton, care a sugerat că interacțiunile interplanetare ar duce în cele din urmă la instabilitatea sistemului”, au scris astronomii în noua lor lucrare.
Dar este mult mai complicat decât ar părea. Cu cât este mai mare numărul de corpuri care participă la un sistem dinamic, interacționând între ele, cu atât acest sistem devine mai complex și cu atât este mai dificil de prezis. Aceasta se numește o problemă N-corp.
Din cauza acestei complexități, este imposibil să se prezică în mod determinist orbitele obiectelor din Sistemul Solar la anumite intervale de timp. După cinci până la zece milioane de ani, încrederea zboară chiar pe fereastră. Dar dacă ne putem da seama ce se întâmplă cu sistemul nostru solar, acesta ne va spune ceva despre modul în care universul poate evolua la scări de timp mult peste vârsta sa actuală de 13,8 miliarde de ani.
În 1999, astronomii au prezis că sistemul solar se va dezintegra încet pe o perioadă de cel puțin un miliard de miliard (sau chintilioane) de ani. Conform calculelor lor, acesta este exact cât timp durează rezonanțelor orbitale ale lui Jupiter și Saturn pentru a separa Uranus. Cu toate acestea, acest calcul nu ia în considerare câțiva factori importanți care ar putea distruge sistemul solar mai devreme.
În primul rând, este Soarele.
După 5 miliarde de ani, înainte de moarte, Soarele va deveni o gigantă roșie, înghițind Mercur, Venus și Pământ. Apoi va ejecta aproape jumătate din masa sa purtată de vântul stelar în spațiu; pitica albă care va rămâne în locul ei va fi doar 54 la sută din masa actuală a Soarelui. Această pierdere de masă va slăbi strângerea gravitațională a Soarelui asupra planetelor, Marte, giganții exteriori de gaz și gheață, Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun.
În al doilea rând, deoarece sistemul solar se învârte în jurul centrului galactic, alte stele trebuie să se apropie suficient pentru a perturba orbitele planetelor. „Dacă luăm în considerare pierderea masei stelare și umflarea orbitelor planetelor exterioare, aceste întâlniri vor deveni mai influente”, scriu cercetătorii. Luând în considerare aceste efecte suplimentare în calculele lor, echipa a efectuat 10 simulări N-corpi pentru planetele exterioare folosind puternicul general grup HOFFMAN2. Aceste simulări au fost împărțite în două faze: înainte de sfârșitul pierderii de masă a Soarelui și faza care are loc după. Deși 10 simulări nu reprezintă un eșantion statistic de încredere, echipa a descoperit că un scenariu similar a avut loc de fiecare dată.
După ce Soarele își finalizează evoluția într-o pitică albă, planetele exterioare vor avea o orbită mare, dar vor rămâne relativ stabile. Jupiter și Saturn, totuși, vor fi într-o rezonanță constantă de 5:2 - pentru fiecare cinci ori în care Jupiter orbitează Soarele, Saturn orbitează de două ori (această rezonanță posibilă a fost sugerată de multe ori, nu în ultimul rând de Isaac Newton însuși).
Aceste orbite extinse, precum și caracteristicile de rezonanță planetară, vor face sistemul mai susceptibil la influențele stelare. În 30 de miliarde de ani, astfel de perturbări stelare vor transforma aceste orbite stabile în orbite haotice, ducând la pierderea rapidă a planetei. Toate planetele, cu excepția uneia, vor zbura de pe orbită și vor deveni planete necinstite.
Această ultimă planetă singuratică va mai exista încă 50 de miliarde de ani, dar soarta ei va fi decisă. În cele din urmă, va fi, de asemenea, deorbitată de atracția gravitațională a stelelor care vor zbura pe lângă ea. La urma urmei, la 100 de miliarde de ani după ce Soarele se va transforma într-o pitică albă, Sistemul Solar va dispărea.
Aceasta este o perioadă de timp mult mai scurtă decât cea propusă în 1999. Și, după cum observă cu atenție cercetătorii, depinde de observațiile curente ale mediului galactic local și de estimările tranzitului stelar, care pot fi modificate. Deci acest lucru nu este în niciun caz pus în piatră. Chiar dacă estimările cu privire la scara de timp a morții sistemului solar se schimbă cu adevărat, este încă la multe miliarde de ani distanță. Probabilitatea ca omenirea să trăiască suficient pentru a vedea acest lucru este foarte mică.
Citeste si: