Через несколько миллиардов лет гибель Солнца может привести к разрушению не только внутренних, но и внешних планет Солнечной системы. К такому выводу пришли авторы нового исследования, опубликованного 21 сентября в журнале The Astrophysical Journal Letters. По их расчётам, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун способны перейти на необычные орбиты, столкнуться друг с другом или быть выброшены за пределы системы.
Примерно через 5 млрд лет Солнце израсходует водород в ядре и начнёт превращаться в красного гиганта. Его размеры увеличатся примерно в 100 раз, из-за чего Меркурий, Венера и, возможно, Земля окажутся поглощены расширившейся звездой. Затем Солнце сбросит внешние слои и сожмётся до белого карлика.
Ранее считалось, что четыре гигантские планеты переживут эту стадию относительно спокойно. Исследование 1998 года показывало: равномерная потеря солнечного вещества должна отодвинуть их орбиты примерно вдвое. Нарушить такую конфигурацию, согласно прежним оценкам, могла бы лишь пролетающая звезда, а подобные события происходят примерно раз в миллиард миллиардов лет.
Однако наблюдения других звёзд указывают, что потеря массы может идти не плавно, а отдельными выбросами газа. «Они чем-то похожи на корональные выбросы массы, только гораздо крупнее», — сообщил Live Science профессор теоретической астрофизики Калифорнийского технологического института Джим Фуллер, один из авторов работы. Каждый такой выброс немного толкает звезду в противоположную сторону, подобно отдаче оружия, а совокупный эффект способен изменить скорость Солнца на несколько сотен футов в секунду и нарушить его гравитационное воздействие на планеты.
Константин Батыгин, профессор планетологии Калифорнийского технологического института и первый автор исследования, проверил последствия этого процесса с помощью компьютерных моделей. Учёные сравнили три варианта: равномерное уменьшение массы Солнца, выброс отдельных сгустков на протяжении всей стадии красного гиганта и такие выбросы только на её завершающем этапе; массу каждого сгустка также варьировали.
Всего исследователи провели 672 симуляции. При плавной потере вещества внешняя часть системы сохраняла почти все нынешние свойства миллиарды лет, но выбросы сгустков приводили к хаосу: планеты менялись местами, переходили на вытянутые орбиты, покидали систему, а при наиболее массивных выбросах в 96% случаев сталкивались и разрушались. Такие события могли начинаться менее чем через несколько сотен миллионов лет после превращения Солнца в белый карлик или даже во время стадии красного гиганта. Результаты, опубликованные в The Astrophysical Journal Letters, показывают, что системы, похожие на нынешнюю Солнечную, могут встречаться у белых карликов реже, чем предполагалось, а потенциально обитаемые планеты вокруг них могут быть нестабильными.