Космос колеблется между непредсказуемой стабильностью и диким хаосом, который разрушает наш мудрый мозг.
На нашем местном Солнце стабильность планет — это «вопрос, вокруг которого строится небесная механика».
Вероятно, еще до того, как появились такие слова, наши древние родственники интересовались светящимся в ночном небе огнем.
Тысячи лет спустя Исаак Ньютон заподозрил, что архитектура наших внешних планет исчезнет.
Но современная математика Урана предполагает, что они могли быть стабильными в течение квинтиллиона лет — более 70. миллион равен современному возрасту Вселенной.
Даже принимая во внимание эволюцию Солнца и инопланетных звезд, вылетающих из космоса, внешние планеты могут оставаться нетронутыми в течение 100 миллиардов лет.
По крайней мере, так оно и есть, если судить по оценкам, что наше умирающее Солнце через шесть миллиардов лет потеряет около половины своей массы, медленно превращаясь в белого карлика.
Но новое исследование предполагает, что конец света во внешней Солнечной системе может быть намного ближе, потому что Солнце не гаснет тихо, а пинается и кричит.
Ну, может, не столько кричать, сколько реально пинать.
Как в Письма в астрофизическом журналеастрофизики-теоретики Константин Батыгин и Джим Фуллер из Калифорнийского технологического института и Фред Адамс из Мичиганского университета нашли доказательства того, что потеря массы Солнца будет не плавной, а беспорядочной и случайной, распределенной по тысячам отдельных «пятен».
«Что удивительно, так это то, что гладкость уступает место детализации: разбейте потерю массы на дискретные события, и картина полностью изменится», — сказал Батыгин в интервью ScienceAlert.
«Закат Солнечной системы был скрыт за одним из наиболее убедительных результатов небесной механики».
Каждый выброс толкает наше мертвое Солнце в несколько иное положение, меняя его гравитационное влияние на каждую планету.
Если такие взрывы производятся симметрично, их гравитационные эффекты можно усреднить. Но их случайность может привести к крошечным изменениям, которые вызовут огромные колебания в нашей далекой солнечной семье.
Исследователи нашли доказательства таких потрясений в данных недавно вышедшей из эксплуатации Орбитальной обсерватории Европейского космического агентства, которая наблюдала огромные двойные звездные системы, содержащие белые карлики.
Затем они смоделировали несколько уровней потери массы нашего будущего Солнца.
Исследователи определили, что каждый смертельный удар по Солнцу может выбросить в космос десять тысячных его массы, или около 33 Земель.
Это происходит резко в 4600 случаях выброса, каждый из которых меняет скорость Солнца примерно на семь метров (23 фута) в секунду — как космонавт чихает или иным образом выбрасывает воздух из тела и движется в противоположном направлении.
Из почти 700 симуляций основное внимание уделяется 48, которые включают реальную потерю массы на стадиях умирания Солнца.
Примерно в 80 процентах этих сценариев (37 из 48 сценариев) внешние планеты пересекают орбиты друг друга неожиданно рано, задолго до того, как Солнце потеряет свои внешние слои.
В первом таком сценарии внешние планеты уже смешиваются на своих орбитах, когда Солнце потеряло лишь около 10 процентов своей массы.
К тому времени, когда наше Солнце действительно превратится в белого карлика, в 40 процентах прогнозов внешняя Солнечная система окажется в хаосе.
Например, Уран и Нептун могут менять позиции и даже погружаться на орбиту Юпитера, создавая планетарный хаос, сравнимый с космическим сочетанием уток, уток, гусей и сносного дерби.
Мы также можем потерять наши ценные украшения.
Бедный Сатурн может за несколько миллионов лет превратиться из нашего «короля колец» в планету-бродягу-сироту, вынужденную скитаться в глубоком космосе в течение бесконечных эпох или, возможно, до тех пор, пока ее не усыновит другая звездная система.
Прогноз развития планеты не обнадеживает.
«Нам их не хватает. В девяти из десяти наших симуляций по крайней мере одна гигантская планета выбрасывается в межзвездное пространство», — рассказал Батыгин журналу ScienceAlert.
«Эти данные согласуются с исследованиями микролинзирования, которые предполагают, что в галактике может быть столько же свободно плавающих планет, сколько и звезд — умирающее солнце, вероятно, является основным источником».
В целом, в 90 процентах моделей наша Солнечная система погибнет в течение трех миллиардов лет после того, как Солнце станет белым карликом. То есть менее 10 миллиардов лет спустя.
Работа предлагает еще более серьезное предсказание: наша Солнечная система может рухнуть в 100 раз быстрее, чем считалось ранее, возможно, даже до того, как наше Солнце станет белым карликом.
«Предсказанная Ньютоном нестабильность реальна», — пишут исследователи в своей статье.
– Он ошибся только в отношении преступника.
Вместо гравитационного разрушения инопланетянами (риск, который возрастает по мере того, как планеты теряют массу и расширяют свои орбиты), она распадается внутри.
Как в классической трагедии, Солнечная система может быть разрушена из-за непрерывных условий нашего рождения и роста.
Поэтому кто может себе представить, что будет с нами, когда наш дом будет разрушен? Будут ли наши потомки, кем бы они ни были, наблюдать с отдаленных точек зрения, как разрушается наша космическая родина предков?
Наконец, эта работа также изменит наше понимание Вселенной, которая содержит бесчисленное множество солнцеподобных звезд.
«97 процентов звезд умирают таким образом, и многие системы более хрупкие, чем наша», — сказал Батыгин.
«Мирный выход на пенсию, который мы предполагаем для планетарных систем, — это миф».
Исследование было опубликовано в Письма в астрофизическом журнале.
Эта статья была проверена Рэйчел Гарнер и отредактирована Питером Докрилом. Хоть мы и гордимся своим процессом, мы всего лишь люди. Если вы обнаружили ошибку, пожалуйста, сообщите нам.
