Ученые пересчитали срок жизни Солнечной системы: какое открытие сделали

Солнечная система может оказаться значительно менее стабильной в далеком будущем, чем предполагали предыдущие исследования. Новое компьютерное моделирование показало, что потеря массы Солнцем во время его эволюции способна существенно ускорить разрушение орбит внешних планет.

Об этом сообщает AAS Nova.

Ранее ученые рассчитывали, что после превращения Солнца в белого карлика орбиты планет расширятся примерно вдвое, однако сама система останется устойчивой на протяжении периода, намного превышающего нынешний возраст Вселенной. В некоторых расчетах речь шла о квинтиллионе лет — единице с 18 нулями.

Новое исследование под руководством Константина Батыгина из Калифорнийского технологического института учитывает более реалистичный сценарий потери солнечной массы. В отличие от прежних моделей, где этот процесс считался плавным, ученые смоделировали отдельные и случайные выбросы вещества, способные придавать планетам своеобразные гравитационные «толчки».

Сначала исследователи проверили модель с постепенной потерей массы и подтвердили предыдущие результаты: даже при неравномерном выбросе вещества орбиты планет остаются относительно стабильными, если процесс происходит достаточно медленно.

Однако картина меняется при крупных эпизодических выбросах.

Если за один раз Солнце теряет менее одной десятимиллионной своей массы, существенных изменений в динамике планет не происходит. При более значительных выбросах от одной десятимиллионной до одной миллионной массы Солнца примерно в 20% смоделированных случаев пары Юпитер–Сатурн и Уран–Нептун попадали в орбитальные резонансы.

При этом резонанс не обязательно стабилизирует систему. В некоторых моделях такие конфигурации, напротив, заканчивались распадом внешней части Солнечной системы.

Еще более серьезные последствия наблюдались при выбросах, составляющих одну стотысячную массы Солнца и больше. В таких сценариях внешние планеты могли потерять устойчивость уже в течение нескольких миллиардов лет.

Особое значение имеют прогнозы относительно будущего самого Солнца. Наблюдения и модели звездной эволюции показывают, что во время превращения в красного гиганта оно способно терять массу достаточно крупными порциями.

Согласно расчетам исследователей, около 40% симуляций приводили к разрушению или активному рассеиванию планет еще на стадии красного гиганта. Примерно в 90% случаев нестабильность возникала в течение трех миллиардов лет после формирования белого карлика.

Таким образом, новые расчеты существенно сокращают прежние оценки долговременной устойчивости Солнечной системы: вместо квадриллионов или квинтиллионов лет после превращения Солнца в белого карлика речь может идти примерно о миллиарде лет, после чего внешняя часть системы окажется под угрозой разрушения.

Для Земли эти процессы, однако, имеют гораздо менее непосредственное значение: к моменту превращения Солнца в красного гиганта условия во внутренней части Солнечной системы уже будут радикально изменены.

Напомним, NASA обнаружили 6000 планет за пределами нашей Солнечной системы