Новое исследование показывает, что Солнечная система может быть значительно менее стабильной, чем считалось ранее. Даже газовые гиганты после завершения жизненного цикла Солнца могут быть выброшены в межзвездное пространство или столкнуться с другими небесными телами.

Солнце сформировалось около 4,5 млрд лет назад. Согласно современным моделям, оно просуществует еще примерно 6 млрд лет. В конце жизненного цикла звезда расширится и превратится в красного гиганта, а затем сожмется до белого карлика, оставив после себя чрезвычайно плотное звездное ядро.

Ранее считалось, что внутренние планеты, включая Землю, вероятно, будут поглощены расширившимся Солнцем. Газовые гиганты — например, Юпитер и Сатурн — должны были пережить этот этап и продолжить обращаться вокруг оставшегося белого карлика.

Однако исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal Letters, рисует гораздо более мрачную картину. Группа ученых под руководством астрофизика Константина Батыгина из Калифорнийского технологического института рассчитала, что даже наиболее удаленные планеты могут не просуществовать дольше примерно миллиарда лет после превращения Солнца в белый карлик.

По мнению исследователей, нестабильность может начаться еще до того, как Солнце достигнет последней стадии своей эволюции. Орбиты планет постепенно могут пересечься, что приведет к так называемой динамической нестабильности и хаотическому движению небесных тел.

Ученые смоделировали движение планет на протяжении миллиардов лет с помощью суперкомпьютера. Они отслеживали, как изменения Солнца будут влиять на всю планетную систему.

Ключевым этапом, по их оценке, станет финальная стадия жизни звезды. Превращение Солнца в белый карлик может сопровождаться так называемыми «стохастическими толчками» — эпизодами выброса материи, характер которых трудно предсказать.

Такие внезапные изменения способны нарушить орбиты планет. После этого небесные тела могут начать хаотично взаимодействовать друг с другом: одни будут выброшены за пределы Солнечной системы, а другие столкнутся с различными небесными объектами.

Авторы исследования называют этот процесс «насильственным рассеиванием» планет.

Ученые напоминают, что еще Исаак Ньютон предполагал: существующий порядок планет может быть не вечным. В статье говорится, что за последние три столетия развитие небесной механики постепенно отодвигало такой сценарий во все более отдаленное будущее.

«Ньютон, размышляя об изменениях орбит Юпитера и Сатурна, подозревал, что планетный порядок смертен. Три столетия небесной механики — от классических теорем о неизменности до численных симуляций на протяжении миллиардов лет — постепенно откладывали этот приговор на сроки, намного превышающие возраст Вселенной», — пишут авторы.

По их словам, новые результаты возвращают разрушение Солнечной системы к более привычным для астрофизики временным масштабам.

«Причиной теперь является не медленное накопление хаоса и не случайная встреча с пролетающей звездой, а само Солнце. Умирая, оно не просто расширяет созданную им планетную систему. Оно сотрясает ее и, чаще всего, рассеивает», — отмечают исследователи.

При этом речь не идет о непосредственной угрозе для Земли. Описанные процессы будут развиваться через миллиарды лет. К тому времени Солнечная система претерпит множество других изменений, а человечество, если оно все еще будет существовать, вероятно, столкнется с совершенно иными проблемами.