Naša slnečná sústava sa úplne rozpadne skôr, ako sme si mysleli

Biely trpaslík po vyvrhnutí svojej hmoty vytvorí planetárnu hmlovinu. (ESO/P. Weilbacher/AIP)

Aj keď je zem pod našimi nohami pevná a upokojujúca (väčšinu času), nič v tomto vesmíre netrvá večne.

Jedného dňa naše Slnko zomrie a vyvrhne veľkú časť svojej hmoty skôr, ako sa jeho jadro zmrští dobiely trpaslík, postupne uniká teplo, až kým to nie je nič iné ako studená, tmavá, mŕtva hruda kameňa, o tisíc biliónov rokov neskôr .

Ale zvyšok slnečnej sústavy bude už dávno preč. Podľa nových simulácií bude trvať iba 100 miliárd rokov, kým sa všetky zvyšné planéty rozbehnú po galaxii a zomierajúce Slnko zostane ďaleko za sebou.



Astronómovia a fyzici sa snažia vyriešiť konečný osud slnečnej sústavy už najmenej stovky rokov.

„Pochopenie dlhodobej dynamickej stability slnečnej sústavy predstavuje jedno z najstarších pokusov o astrofyziku, ktoré siaha až k samotnému Newtonovi, ktorý špekuloval, že vzájomné interakcie medzi planétami by nakoniec spôsobili, že systém bude nestabilný,“ napísal astronóm Jon Zink z University of Kalifornia, Los Angeles, Konstantin Batygin z Caltechu a Fred Adams z University of Michigan v ich novom papieri .

Ale je to oveľa zložitejšie, ako by sa mohlo zdať. Čím väčší je počet telies, ktoré sú zapojené do dynamického systému a vzájomne interagujú, tým je tento systém komplikovanejší a je ťažšie ho predpovedať. Toto sa nazýva Problém s N-telesom .

Kvôli tejto zložitosti nie je možné robiť deterministické predpovede o dráhach objektov Slnečnej sústavy v určitých časových intervaloch. Viac ako päť až desať miliónov rokov istota letí von oknom.

Ak však dokážeme zistiť, čo sa stane s našou slnečnou sústavou, povie nám to niečo o tom, ako by sa vesmír mohol vyvíjať v časovom horizonte oveľa dlhšom, než je jeho súčasný vek 13,8 miliardy rokov.

V roku 1999 predpovedali astronómovia že Slnečná sústava by sa pomaly rozpadla počas obdobia najmenej miliardy miliárd - to je 10^18, čiže kvintilión - rokov. Vypočítali, ako dlho by trvalo orbitálne rezonancie Jupiter a Saturn na oddelenie Uránu.

Podľa Zinkovho tímu však tento výpočet vynechal niektoré dôležité vplyvy, ktoré by mohli narušiť slnečnú sústavu skôr.

Po prvé, je tu Slnko.

Inasi 5 miliárd rokov, keď zomiera, Slnko sa nafúkne do červeného obra a pohltí Merkúr , Venuša a Zem. Potom vymrští takmer polovicu svojej hmoty, ktorú hviezdny vietor odfúkne do vesmíru; zostávajúci biely trpaslík bude predstavovať len 54 percent súčasnej hmoty Slnka.

Táto strata hmotnosti uvoľní gravitačné zovretie Slnka na zvyšných planétach, Mars a vonkajšie plynové a ľadové obry, Jupiter, Saturn, Urán a Neptún.

Po druhé, keď Slnečná sústava obieha okolo galaktického stredu, iné hviezdy by sa mali priblížiť dostatočne blízko, aby narušili obežné dráhy planét, približne raz za 23 miliónov rokov.

'Pri zohľadnení straty hviezdnej hmoty a inflácie vonkajších obežných dráh planét sa tieto stretnutia stanú vplyvnejšími,' napísali výskumníci .

'Ak bude dostatok času, niektoré z týchto preletov sa priblížia natoľko, aby oddelili - alebo destabilizovali - zostávajúce planéty.'

S týmito dodatočnými vplyvmi zohľadnenými vo svojich výpočtoch tím vykonal 10 simulácií N-telies pre vonkajšie planéty (vynechal Mars, aby sa ušetrili náklady na výpočty, pretože jeho vplyv by mal byť zanedbateľný) pomocou výkonných Zdieľaný klaster Hoffman2 . Tieto simulácie boli rozdelené do dvoch fáz: až do konca straty hmotnosti Slnka a fázy, ktorá nasleduje.

Hoci 10 simulácií nie je silná štatistická vzorka, tím zistil, že zakaždým sa odohral podobný scenár.

Keď Slnko dokončí svoj vývoj na bieleho trpaslíka, vonkajšie planéty majú väčšiu obežnú dráhu, ale stále zostávajú relatívne stabilné. Jupiter a Saturn sú však zachytené v stabilnej rezonancii 5:2 - na každých päť obehov Jupitera okolo Slnka, Saturn dvakrát (táto prípadná rezonancia bola navrhnutá mnohokrát, v neposlednom rade samotný Isaac Newton).

Tieto rozšírené obežné dráhy, ako aj charakteristiky planetárnej rezonancie, spôsobujú, že systém je náchylnejší na poruchy prechádzajúcimi hviezdami.

Po 30 miliardách rokov takéto hviezdne poruchy rozbijú tieto stabilné dráhy na chaotické, čo vedie k rýchlej strate planéty. Všetky planéty okrem jednej unikli zo svojich obežných dráh a utiekli do galaxiedarebné planéty.

Táto posledná, osamelá planéta tu bude trvať ďalších 50 miliárd rokov, no jej osud je spečatený. Nakoniec je aj ona uvoľnená gravitačným vplyvom prechádzajúcich hviezd. Nakoniec, 100 miliárd rokov po tom, čo sa Slnko zmení na bieleho trpaslíka, slnečná sústava už neexistuje.

To je výrazne kratší časový rámec, než aký bol navrhnutý v roku 1999. A výskumníci pozorne poznamenávajú, že to závisí od súčasných pozorovaní miestneho galaktického prostredia a odhadov hviezdnych preletov, ktoré sa môžu zmeniť. V žiadnom prípade to teda nie je vyryté do kameňa.

Aj keď sa odhady časovej osi zániku Slnečnej sústavy zmenia, je to stále mnoho miliárd rokov ďaleko. Pravdepodobnosť, že ľudstvo prežije dostatočne dlho na to, aby to videlo, je mizivá.

SPI sladko!

Výskum bol publikovaný v r The Astronomical Journal .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.