Умирающее Солнце может нарушить орбиты планет-гигантов раньше, чем считалось

Будущее внешней Солнечной системы может оказаться менее устойчивым, чем предполагали астрономы. Константин Батыгин, Джим Фуллер и Фред Адамс показали, что неравномерная потеря массы Солнцем способна запустить хаотические изменения орбит планет-гигантов. Работа опубликована в The Astrophysical Journal Letters. Ранее собственную устойчивость внешней Солнечной системы оценивали примерно в 10¹⁸ лет. Даже с учётом потери солнечной массы и возмущений от пролетающих звёзд её привычная конфигурация могла сохраняться около 100 миллиардов лет.

Однако такие расчёты исходили из относительно плавной потери массы звездой. Новый сценарий учитывает отдельные несимметричные выбросы вещества. Когда звезда выбрасывает материал преимущественно в одном направлении, она получает небольшой толчок в противоположную сторону. Это проявление того же принципа, который лежит в основе реактивного движения. Тысячи подобных событий могут постепенно изменить движение самой звезды. По модели Фуллера, на заключительных этапах эволюции звезда солнечного типа может испытать около десяти тысяч таких толчков. Каждый из них невелик, но их совокупное действие становится заметным.

Направления выбросов меняются случайным образом, поэтому изменения скорости накапливаются подобно результату множества шагов в случайных направлениях. Основанием для этой гипотезы стали наблюдения белых карликов — компактных остатков звёзд. Есть свидетельства, что при потере оболочки они получают дополнительную скорость порядка километра в секунду. Эпизодические выбросы вещества предложены как возможное объяснение этого эффекта. Авторы нового исследования рассмотрели последствия такого процесса для Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Повторяющиеся толчки звезды нарушают их орбиты и могут привести к пересечению траекторий и сильным гравитационным взаимодействиям.

В характерном сценарии около 40% модельных систем переживали серьёзную дестабилизацию ещё до образования белого карлика, а примерно 90% — в течение трёх миллиардов лет после него. Расчётный срок динамической устойчивости сокращается до порядка миллиарда лет после превращения Солнца в белый карлик. Это отсчёт от будущего этапа эволюции звезды, а не от сегодняшнего дня: отдельные нарушения могут начаться раньше, непосредственно во время потери массы. Результат зависит от принятой модели выбросов. Для оценки далёкой судьбы планет важно учитывать не только количество потерянного вещества, но и характер его выбросов: серия небольших толчков способна изменить поведение всей системы.

• Сатурн и метеоры кометы Галлея: что увидеть на небе в октябре
• NASA проверит, скрывается ли под лунным провалом большая пещера
• Почему Уран вращается «на боку»: учёные изучают след исчезнувшего спутника
• NASA включило 300-мегапиксельную камеру космического телескопа Roman
• Чёрные дыры разных размеров могут выбрасывать струи вещества по единому правилу
• «Джеймс Уэбб» раскрыл удивительно упорядоченную погоду в мире в 20 световых годах от Земли
• Новолуние наступит 11 сентября: почему это хорошее время для наблюдения за звёздами
• Детектор LUX-ZEPLIN уловил загадочный сигнал: физики проверяют возможный след тёмной материи