Галактика уничтожит нашу Солнечную систему, воруя планету за планетой, – ученые

2020-11-28, 13:31
  0     0


С помощью разнообразных симуляций ученые попытались выяснить, как именно закончат свое существование большинство планет нашей Солнечной системы.

Вот вам вопрос: Как умрет солнечная система? Звучит не особо забавно, зато довольно интересно. 

В большинстве статей на эту тему пишут, что Солнце израсходует свое ядерное топливо, превратится в красного гиганта, потом поглотит Меркурий, Венеру и Землю, выпустит свои внешние слои, а затем превратится в белого карлика, и будет остывать целую вечность, пока не почернеет и не замерзнет почти до абсолютного нуля, пишет Syfy Wire.

Все верно, однако это произойдет не с Солнечной системой, а с Солнцем, Меркурием, Венерой, Землей, а также Марсом и четырьмя планетами-гигантами. Что уж там говорить, Юпитер сам по себе имеет больше массы, чем все остальное в Солнечной системе (кроме самого Солнца) вместе взятое, так что его судьба очень даже важна.

Так что же с ними всеми произойдет?

Фото: Wikipedia / WP / PlanetUser

В недавно опубликованной статьей говорится, что в целом движение планет вокруг Солнца предсказуемо. Они следуют уравнениям, впервые изложенным Исааком Ньютоном в 17 веке, которые используются до сих пор. 

Однако в долгосрочной перспективе они не сработают. Если у вас есть больше двух тел, вращающихся вокруг друг друга, через длительный период времени система станет хаотичной.

Нет, они не разлетятся повсюду, это только в математическом смысле теории хаоса. То есть невозможно точно предсказать, где планеты окажутся в отдаленном будущем, потому что нельзя измерить их положение и движение в данный момент. 

Любая случайная ошибка, какой бы маленькой она ни была, распространяется по уравнениям, увеличивается со временем и в конечном итоге, непредсказуемым образом изменяет конфигурацию Солнечной системы. 

Во избежание подобной ситуации, это можно несколько компенсировать, включив некоторые неопределенности в свои математические вычисления, а затем, многократно выполняя уравнения, каждый раз изменять эти значения. В результате чего через некоторое время появится куча различных конфигураций, на которые можно будет посмотреть статистически.

К примеру, в скольких симуляциях Юпитер и Сатурн взаимодействовали так, что Сатурн был выброшен из Солнечной системы? Нельзя точно узнать, какой конкретно симулятор будет прав, но можно хотя бы получить представление о том, что таким образом произойдет. 

В новой статье ученые пошли еще дальше. Они включили Солнце, теряющее свою массу при превращении в красного гиганта. Это важный момент, потому что при этом его гравитация ослабевает, а орбиты планет расширяются. 

Также они обнаружили, что орбиты планет Марса через Нептун увеличиваются примерно в 1,85 раза, поскольку Солнце теряет около половины своей массы в течение последующих 7 миллиардов лет. Более того, они также включали вероятность того, что звезды в галактике окажутся достаточно близко к Солнцу, чтобы оказывать влияние. 

Сами по себе звезды малы и очень далеки друг от друга (ближайшая к Солнцу звезда находится на расстоянии более 40 трлн. км) поэтому такие столкновения довольно редки. Но все равно возможны. И если запустить симуляцию достаточно далеко в будущее, звезда, ускользающая от Солнечной системы, станет неизбежной.

Таким образом, ученые разделили симуляцию на две части. Первая была до того, как Солнце потеряло свою массу, а вторая — после. Для этой симуляции они включали полуслучайные столкновения звезд, используя подлинную галактическую среду (количество звезд на кубический световой год и их движение). 

Фото: Wikimedia commons / fsgregs

Они обнаружили, что в фазе 1 планеты находятся слишком близко к Солнцу, чтобы этот эффект имел большое влияние. Звезды должны были бы пройти гораздо ближе, хотя бы для того, чтобы отдалить Нептун, поэтому за триллионы лет такое столкновение происходит крайне редко. 

Но как только Солнце станет белым карликом, а планеты продвинутся дальше, шансы возрастут. Стоит также учитывать и то, что гравитация Солнца слабее, а планеты более далеки, поэтому при случайном столкновении со звездой, планеты легче оттуда устранить и откинуть в межзвездное пространство.

Исследователи провели десять полных симуляций в этой конфигурации. Это не так уж и много, но они получали похожие результаты каждый раз, когда были уверены в своих выводах. 

Фото: Zink et al
Они выяснили, что звезда может проходить примерно на 75 млрд км каждые 10 млрд лет. Это достаточно близко, чтобы приводить к большим столкновениям, а в некоторых симуляциях внешние планеты были дестабилизированы примерно через 45 млрд лет.
 
Во всех симуляторах Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун вытесняются максимум через триллион лет. Неудивительно, что Юпитер обычно остается последней уцелевший планетой. Он самый близкий, самый массивный и от него труднее всего избавиться.

В среднем первая планета теряется через 30 млрд лет, а последняя — примерно через 100 млрд. Кроме того, как только первая планета вытесняется, система дестабилизируется настолько, что следующие две последуют в течение 5 млрд лет. 

Последние планеты, как правило, задерживаются еще на 50 млрд лет, потому что в системе не остается других планет, с которыми можно было бы взаимодействовать и гравитационно толкать. 

Также стоит отметить еще одну важную вещь, которую не учли исследователи при симулировании: Марс. Они отмечают, что он может быть последней планетой, которая выживет, поскольку находится ближе всего к Солнцу и нуждается в очень близком столкновении со звездой, чтобы ее отбросить. 

В статье ученые также отмечают, что они не включают звездные столкновения с двойными звездами, которые более эффективны для проникновения в солнечную систему, поэтому полученные ими результаты, вероятно, являются верхним пределом того, как долго система может прослужить. 

Фото: NASA, ESA, Z. Levay and R. van der Marel (STScI), T. Hallas, and A. Mellinger

Кроме того, через 4,6 млрд лет Млечный Путь столкнется с Галактикой Андромеды, в то время как Солнце все еще будет оставаться относительно нормальной звездой (и это тоже не учли).

Вероятней всего, столкновения будут происходит чаще, когда число звезд, в образовавшейся в результате слияния галактике, станет вдвое больше, чем сейчас.

Солнце может упасть либо в ядро галактики, где довольно большое не только количество звезд, но и частота столкновений, либо быть выброшенным на окраину космоса, где столкновения вообще редкое явление.

Безусловно тут есть еще над чем поработать, однако первый шаг к пониманию уже сделан. 

Мы привыкли воспринимать Солнечную систему, как что-то неизменное и стабильное, однако нельзя забывать, что все в нашем мире меняется и Солнечная система не исключение. 

Джерело Фокус

Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]

Коментарів 0