Jak skończy się nasz Układ Słoneczny? Niektórzy naukowcy mają odpowiedź: część zostanie pochłonięta. a reszta prawdopodobnie się rozpadnie.
Po tym, gdy Słońce się zestarzeje
Badanie prawdopodobnego losu naszego Układu Słonecznego jest „jednym z najstarszych zajęć astrofizyki, sięgającym wstecz do samego Newtona”, zgodnie z początkiem niedawnej publikacji, której głównym autorem jest Jon Zink (UC Los Angeles). Chociaż tradycja jest długa, dziedzina ta jest skomplikowana: rozwiązanie dynamicznych interakcji między wieloma ciałami jest nieustannie trudnym problemem.
Co więcej, należy wziąć pod uwagę nie tylko dynamikę niezmiennych obiektów. Słońce będzie dramatycznie ewoluowało w miarę jego starzenia się na ciągu głównym i zwiększy swój rozmiar, który obejmie orbity Merkurego, Wenus i Ziemi. Następnie straci prawie połowę swojej masy w ciągu następnych 7 mld lat.
Planety zewnętrzne przetrwają tę ewolucję, ale nie wyjdą bez szwanku: ponieważ grawitacyjne przyciąganie słonecznej masy jest tym, co rządzi orbitami planet, a utrata masy naszego Słońca spowoduje, że planety zewnętrzne podryfują jeszcze dalej, osłabiają swoją więź z Układem Słonecznym.
Co się stanie potem? Zink i jego współpracownicy pokazują scenariusz za pomocą serii symulacji numerycznych N-ciał.
Koniec z Układem Słonecznym
Symulacje autorów badają, co stanie się z planetami zewnętrznymi po tym, jak Słońce pochłonie planety wewnętrzne, straci połowę swojej masy i rozpocznie nowe życie jako biały karzeł. Zink i współpracownicy pokazują, jak olbrzymie planety będą migrować na zewnątrz w odpowiedzi na utratę przez Słońce masy i że stworzą stabilną konfigurację, w której Jowisz i Saturn osiądą w rezonansie ruchu średniego 5:2 – Jowisz wykona 5 okrążeń na każde 2 okrążenia Saturna.
Ale nasz Układ Słoneczny nie istnieje w izolacji. Galaktyce są inne gwiazdy i jedna przechodzi obok nas mniej więcej co 20 mln lat. Zink i współpracownicy uwzględniają ruchy tych innych gwiazd w swoich symulacjach. Pokazują, że w ciągu 30 mld lat przeloty gwiazd będą zakłócać planety zewnętrzne na tyle, że stabilna konfiguracja zmieni się w chaos i spowoduje gwałtowne wyrzucenie większości gazowych olbrzymów z Układu Słonecznego.
Ostatnia niewzruszona planeta pozostanie w pobliżu jeszcze przez chwilę. Ale w ciągu 100 mld lat nawet ta ostatnia pozostała planeta również zostanie zdestabilizowana przez przelot gwiazdy w jej pobliżu i wyrzucona z Układu Słonecznego. Po tej eksmisji, planety olbrzymy będą niezależnie wędrować po galaktyce i dołączą do populacji planet swobodnie poruszających się bez gwiezdnych gospodarzy.
Nasz los jest zatem ponury: zgodnie z tymi symulacjami połączenie utraty masy Słońca z przelotami gwiazd doprowadzi do całkowitego rozpadu Układu Słonecznego. Dobre wieści? Ten los rozciąga się na wiele miliardów lat w przyszłość.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
The Eventual Fate of Our Solar System
The Great Inequality and the Dynamical Disintegration of the Outer Solar System
Źródło: AAS
Na ilustracji: Wizja artystyczna dotycząca zewnętrznych krańców naszego Układu Słonecznego. Źródło: ASA, ESA, G. Bacon (STSci)
