Сонячна система може зруйнуватися в мільярд разів раніше за прогнози вчених

Сонячна система може втратити стабільність набагато раніше, ніж вважалося досі. Нові розрахунки з Каліфорнійського технологічного інституту (Cal­tech) показують: зовнішня частина системи почне руйнуватися приблизно через мільярд років після перетворення Сонця на білого карлика, а не через 10¹⁸ років, як випливало з попередніх моделей.

Ключова відмінність від старих розрахунків — у тому, як саме Сонце втрачатиме масу. Раніше вважалося, що цей процес відбуватиметься плавно: зірка скине близько 46% маси, орбіти планет рівномірно розширяться приблизно вдвічі й збережуть відносну конфігурацію. За таким сценарієм Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун залишалися б стабільними ще сотні мільярдів років.

Але спостереження молодих білих карликів вказують на інше. Коли зірка скидає зовнішню оболонку, вона отримує невелику швидкість віддачі — близько 0,75 км/с. Найімовірніше пояснення: оболонка покидає зірку не рівномірно, а окремими асиметричними викидами в різних напрямках і в різний час. Кожен такий викид дає Сонцю невеликий імпульс, і разом вони складаються у випадкове блукання зірки у просторі.

Оскільки гравітаційне поле Сонця визначає орбіти всіх планет, кожне таке збурення трохи змінює їхній рух. Замість того щоб взаємно компенсуватися, ці відхилення накопичуються й посилюють одне одного. Чисельні симуляції показали: при масі окремих викидів від 10⁻⁵ маси Сонця й вище орбіти планет-гігантів починають помітно перебудовуватися.

Результати виявилися вражаючими. Майже в 40% змодельованих сценаріїв зовнішня частина Сонячної системи зазнавала руйнування ще на стадії червоного гіганта — до остаточного формування білого карлика. Загалом близько 90% усіх змодельованих систем руйнувалися протягом перших трьох мільярдів років після його утворення. При цьому «руйнування» не обов’язково означає зіткнення: планети можуть гравітаційно відштовхувати одна одну, мінятися місцями або взагалі вилітати із системи. В окремих розрахунках Сатурн покидав систему вже за кілька мільйонів років, а Уран і Нептун мінялися орбітами.

Цікаво, що орбітальні резонанси, які зазвичай стабілізують планетні системи, тут не рятували ситуацію. Конфігурації на кшталт резонансу 5:2 між Юпітером і Сатурном або 2:1 між Ураном і Нептуном руйнувалися навіть дещо частіше, ніж нерезонансні.

Для Землі ці висновки практично нічого не змінюють: задовго до перетворення Сонця на білого карлика воно пройде стадію червоного гіганта, яка зробить нашу планету непридатною для життя.