2857
Астрономи провели 672 комп’ютерні симуляції та з’ясували, що після перетворення Сонця на білого карлика орбіти планет-гігантів можуть стати нестабільними. У найекстремальніших сценаріях це призведе до зіткнень і руйнування всіх чотирьох планет. Нове дослідження опублікували 21 вересня в науковому журналі The Astrophysical Journal Letters.
Що чекає на Сонячну систему, коли згасне Сонце
Приблизно через 5 мільярдів років Сонце вичерпає запаси водню у своєму ядрі та почне перетворюватися на червоного гіганта. Під час цього процесу його розміри збільшаться приблизно у 100 разів. Зірка може поглинути Меркурій, Венеру і, можливо, навіть Землю.
Після цієї стадії Сонце стиснеться до залишкового ядра, яке називають білим карликом. Раніше вчені вважали, що чотири зовнішні планети – Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун – переживуть ці зміни відносно спокійно.
Однак нова робота ставить під сумнів такий сценарій. Результати моделювання показали, що втрата Сонцем маси може відбуватися не так рівномірно, як припускали раніше.
Попереднє дослідження 1998 року припускало, що газ, який Сонце викидатиме під час старіння, поступово віддалятиме зовнішні планети. У результаті радіус орбіти кожної з них мав би збільшитися приблизно вдвічі. Вважалося, що порушити таку систему може лише гравітаційний вплив зорі, яка випадково пролетить поруч.
Проте нові спостереження за іншими зорями свідчать, що вони можуть втрачати масу нерівномірно – великими хмарами газу. Такі викиди нагадують корональні викиди маси, але мають значно більші масштаби.
«Вони чимось схожі на корональні викиди маси, тільки набагато більші», – пояснив професор теоретичної астрофізики Каліфорнійського технологічного інституту Джим Фуллер, один зі співавторів дослідження.
Моделювання та зіткнення планет
Щоб перевірити, як зміни Сонця вплинуть на зовнішню частину Сонячної системи, дослідники на чолі з Константином Батигіним, професором планетології Каліфорнійського технологічного інституту, створили комп’ютерні моделі. Вони розглянули три можливі сценарії втрати маси Сонцем.
У першому випадку зірка втрачала масу рівномірно, як передбачали попередні дослідження. У двох інших сценаріях Сонце викидало окремі великі порції речовини протягом усього періоду перетворення на червоного гіганта або лише на його завершальних етапах. Також науковці змінювали масу кожного такого викиду.
Результати виявилися різними. Якщо Сонце втрачало масу плавно, зовнішня частина Сонячної системи зберігала майже всі свої характеристики протягом мільярдів років.
Але за нерівномірної втрати маси ситуація кардинально змінювалася. Гравітаційний вплив Сонця на планети порушувався, через що орбіти чотирьох гігантів ставали нестабільними.
У 672 комп’ютерних симуляціях дослідники побачили, що Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун можуть змінюватися місцями, переходити на витягнуті овальні орбіти та навіть залишати Сонячну систему.
Найбільш драматичні результати отримали у сценаріях із найбільшими викидами речовини. У 96% таких симуляцій планети зрештою знищували одна одну внаслідок зіткнень.
Причому для цього не обов’язково чекати сотні мільярдів років. За найекстремальніших умов нестабільність могла виникнути ще під час стадії червоного гіганта. В інших сценаріях руйнівні процеси починалися менш ніж через кілька сотень мільйонів років після того, як Сонце ставало білим карликом.
Отримані результати можуть змінити уявлення астрономів про планетні системи навколо білих карликів. Раніше вважалося, що аналоги сучасної зовнішньої частини Сонячної системи можуть тривалий час існувати навколо таких зірок.
Планетолог Натан Кейб з Університету Оклахоми, який не брав участі в дослідженні, зазначив, що нові результати вказують на можливе переважання планет із витягнутими орбітами навколо білих карликів.
Науковці також вважають, що навколо білих карликів потенційно можуть існувати придатні для життя планети. Однак нове дослідження свідчить, що такі системи можуть бути менш стабільними, ніж вважалося раніше.
Джерело: www.obozrevatel.com
