Учёные пересчитали срок стабильности внешней Солнечной системы — он оказался намного короче

Орбиты планет-гигантов могут потерять стабильность гораздо раньше, чем показывали прежние модели. Новое исследование предполагает, что после превращения Солнца в белого карлика характерный срок существования нынешней конфигурации внешней Солнечной системы составит около 1 млрд лет, а не десятки или сотни миллиардов.

Работу Константина Батыгина, Джима Фуллера и Фреда Адамса опубликовали в The Astrophysical Journal Letters. Авторы моделировали будущее Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна с учётом того, как Солнце будет сбрасывать внешние слои в конце своей жизни.

Ранее внешняя часть системы считалась чрезвычайно устойчивой. Без учёта эволюции Солнца её собственный динамический срок жизни оценивали примерно в 10¹⁸ лет, а модели с потерей солнечной массы и пролётами других звёзд давали около 100 млрд лет до серьёзного разрушения нынешней архитектуры.

Всё меняют небольшие «толчки» умирающего Солнца

Ключевое отличие новой модели заключается в том, что потеря массы не считается идеально плавной и симметричной.

Авторы опираются на наблюдения движения белых карликов, указывающие на возможность небольшого отдачного импульса при сбросе вещества. Если Солнце также будет терять оболочку отдельными неравномерными выбросами, каждый из них слегка изменит движение самой звезды.

Один такой толчок почти ничего не изменит. Но их последовательность создаёт случайные возмущения, которые постепенно меняют орбиты планет. В какой-то момент орбиты гигантов могут начать пересекаться, после чего становятся возможны близкие гравитационные встречи и выброс отдельных планет из системы.

При параметрах, которые исследователи считают совместимыми с наблюдениями, около 40% симуляций заканчивались разрушением устойчивой конфигурации или сильным рассеянием планет ещё до окончательного образования белого карлика. Примерно в 90% случаев система становилась нестабильной в течение следующих 3 млрд лет. Результаты также разобрала AAS Nova.

Это не значит, что Солнечной системе «осталось 6 млрд лет»

Такая формулировка слишком упрощает исследование. Оно не устанавливает дату исчезновения Солнечной системы и не утверждает, что через несколько миллиардов лет все планеты одновременно будут уничтожены.

Согласно NASA, примерно через 5 млрд лет Солнце покинет главную последовательность и превратится в красного гиганта. Меркурий и Венера будут поглощены, судьба Земли остаётся менее однозначной, а затем Солнце сбросит внешние слои и превратится в белого карлика.

Новая работа касается прежде всего Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна после этого этапа. Если сценарий асимметричной потери массы окажется верным, их привычная конфигурация может просуществовать после смерти Солнца лишь порядка миллиарда лет.

Причём «нестабильность» не обязательно означает физическое уничтожение планеты. Результатом может стать изменение орбиты, тесное сближение с другим гигантом или полный выброс в межзвёздное пространство.