Jak będzie wyglądał koniec Układu Słonecznego?

Nowe symulacje wskazują, że umierające Słońce może doprowadzić do destabilizacji orbit Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna znacznie wcześniej, niż dotychczas sądzono. Wyniki badania rzucają nowe światło na to, jak może wyglądać koniec Układu Słonecznego.

Jak może wyglądać koniec Układu Słonecznego?

Astronomowie od dawna zastanawiają się, co stanie się z Układem Słonecznym, gdy Słońce odrzuci znaczną część swojej masy i ostatecznie zakończy swoje życie. W ramach nowego badania naukowcy z California Institute of Technology i University of Michigan odkryli, że niektóre planety zewnętrznej części naszego systemu mogą zniknąć znacznie wcześniej, niż dotychczas sądzono. Zamiast kwintyliona lat może do tego dojść już za około miliard lat. Ziemia prawdopodobnie dawno już wtedy nie będzie istnieć, ale podobny los może spotkać również Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „The Astrophysical Journal Letters”.

Dotychczasowe modele zakładały, że zewnętrzne planety Układu Słonecznego pozostaną na swoich orbitach przez miliardy lat, a zagrożeniem dla ich stabilności może być dopiero przelatująca w pobliżu gwiazda. Najnowsze symulacje astrofizyków wskazują jednak, że umierające Słońce może doprowadzić do znacznie szybszych i gwałtowniejszych zmian w naszym kosmicznym sąsiedztwie.

Naukowcy połączyli szczegółowy model ewolucji Słońca z programami komputerowymi śledzącymi zmiany orbit Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna. Uwzględnili przy tym stopniową utratę masy przez naszą gwiazdę, następującą w postaci kolejnych wyrzutów materii.

Badacze przeprowadzili 672 symulacje, w których zmieniali wielkość poszczególnych wyrzutów materii. Sprawdzili również dwa warianty ewolucji Słońca. W pierwszym traciło ono masę przez cały okres przemiany w gwiazdę olbrzyma, a w drugim proces ten zachodził wyłącznie na późniejszych etapach.

Dla porównania astrofizycy przeanalizowali także scenariusze, w których Słońce traciło masę w sposób ciągły, bez gwałtownych wyrzutów. Następnie symulowali dalsze losy Układu Słonecznego w ciągu kolejnych 3 miliardów lat, aby sprawdzić, czy pozostanie stabilny.

Co wykazały symulacje ewolucji Słońca?

W zdecydowanej większości symulacji zakładających większe wyrzuty materii dochodziło do poważnych zaburzeń w układach. W nawet 96 proc. przypadków traciły one stabilność w ciągu 3 miliardów lat od przekształcenia Słońca w białego karła. W około 40 proc. symulacji do zaburzeń orbit lub gwałtownego rozproszenia planet dochodziło jeszcze przed zakończeniem przez Słońce procesu utraty masy. W niektórych scenariuszach planety były wyrzucane z Układu Słonecznego. W innych Uran i Neptun zamieniały się orbitami.

Czy wszystkie planety zewnętrzne są skazane na zagładę?

Jak opisują badacze, mniejsze wyrzuty materii czasami prowadziły do zsynchronizowania ruchu par planet. Część takich układów pozostawała stabilna przez 3 miliardy lat. Nie każda zmiana orbit planet prowadziła do destabilizacji całego układu. W niektórych przypadkach planety mogły wejść w rezonans orbitalny, czyli poruszać się w taki sposób, że ich wzajemne oddziaływania grawitacyjne powtarzały się w regularnych odstępach. Takie konfiguracje nie powstałyby, gdyby Słońce traciło masę w sposób powolny i równomierny.

Los Układu Słonecznego jest nierozerwalnie związany z przyszłością Słońca. Jeśli jednak przewidywania naukowców się potwierdzą, jego koniec może nastąpić znacznie szybciej i będzie znacznie gwałtowniejszy, niż dotychczas sądzono.

Emil Gołoś