Nove simulacije pokazuju da bi orbite planeta u Sunčevom sistemu mogle da postanu nestabilne mnogo pre nego što Sunce završi svoj život kao crveni džin. Nasumična izbacivanja materije sa Sunca mogla bi da poremete kretanje džinovskih planeta i pokrenu njihovo međusobno gravitaciono rasipanje.
Koliko će još dugo Sunčev sistem ostati stabilan? Iako su ranija istraživanja sugerisala da bi planete mogle da nastave da kruže oko ostatka Sunca još nezamislivo dugo nakon njegove smrti, novo istraživanje donosi znatno drugačiju sliku budućnosti našeg kosmičkog doma.
Tim naučnika predvođen Konstantinom Batiginom sa Kalifornijskog tehnološkog instituta (Caltech) sproveo je numeričke simulacije kako bi ispitao šta će se dogoditi sa orbitama planeta dok Sunce bude gubilo masu, prolazilo kroz fazu crvenog džina i na kraju postalo beli patuljak.
Rezultati ukazuju na to da bi Sunčev sistem mogao da počne da se raspada mnogo ranije nego što se do sada pretpostavljalo.
Šta se događa kada Sunce izgubi masu?
Kada Sunce za nekoliko milijardi godina uđe u fazu crvenog džina, značajno će se proširiti i izgubiti deo svoje mase. Na kraju će odbaciti spoljašnje slojeve, a u njegovom središtu ostaće beli patuljak – izuzetno gust ostatak zvezde.
Gubitak mase uticaće i na planete. Kako gravitaciono privlačenje Sunca bude slabilo, njihove orbite će se širiti. Prema ranijim istraživanjima, velike poluose planetarnih orbita mogle bi da se povećaju približno dva puta.
Ipak, samo širenje orbita ne bi nužno značilo i raspad Sunčevog sistema. Prethodni proračuni ukazivali su na to da bi orbite džinovskih planeta mogle da ostanu stabilne izuzetno dugo, čak i nakon što Sunce postane beli patuljak.
U tim modelima, međutim, gubitak Sunčeve mase uglavnom je tretiran kao postepen i ravnomeran proces.
A upravo bi tu mogao da se krije problem.
Sunce neće gubiti masu potpuno ravnomerno
U stvarnosti, zvezde tokom faze crvenog džina mogu da izbacuju materiju u pojedinačnim, nepravilnim događajima. Takva izbacivanja ne moraju da budu jednaka po vremenu, količini materije ili pravcu.
Ona mogu da izazovu male promene u kretanju zvezde, odnosno svojevrsne gravitacione i dinamičke „udarce“ koji se prenose na okolne planete.
Iako pojedinačni događaji možda neće odmah izazvati velike promene, njihovi efekti mogu da se nagomilavaju i vremenom poremete delikatnu ravnotežu planetarnih orbita.
Batigin i njegove kolege prvo su simulirali ravnomeran gubitak mase, potvrđujući rezultate ranijih studija: orbite planeta se šire, ali sistem uglavnom ostaje stabilan. Čak ni asimetrično izbacivanje materije ne mora da izazove raspad ako se ono odvija dovoljno ravnomerno.
Međutim, kada su u simulacije uključili nasumična izbacivanja materije, rezultati su postali mnogo dramatičniji.
Jupiter, Saturn, Uran i Neptun mogli bi da izgube stabilne orbite
Istraživači su otkrili da budućnost spoljašnjeg Sunčevog sistema u velikoj meri zavisi od količine materije koju Sunce izbaci tokom pojedinačnih događaja.
Kod veoma malih izbacivanja, sistem se ponaša slično kao u ranijim modelima i uglavnom ostaje stabilan.
Pri nešto većim količinama izbačene materije, postoji približno 20 odsto verovatnoće da parovi planeta Jupiter–Saturn i Uran–Neptun uđu u takozvanu orbitalnu rezonancu srednjeg kretanja. To je konfiguracija u kojoj su njihovi orbitalni periodi povezani odnosima malih celih brojeva.
Takva rezonanca ne mora nužno da stabilizuje sistem. U simulacijama su se konfiguracije sa rezonancama čak nešto češće raspadale nego one bez njih.
Pri još snažnijim izbacivanjima materije, orbite spoljašnjih planeta mogle bi da postanu nestabilne u periodu od nekoliko milijardi godina.
Najzanimljiviji deo istraživanja odnosi se na procenu količine materije koju bi Sunce moglo da izbacuje u budućnosti. Prema modelima i posmatranjima na kojima se zasniva studija, razmatrana karakteristična masa pojedinačnog izbacivanja iznosi oko desetohiljaditog dela Sunčeve mase.
U simulacijama sa tako velikim izbacivanjima, približno 40 odsto modelovanih sistema doživelo je poremećaj ili snažno rasipanje planeta još dok je Sunce bilo u fazi crvenog džina.
Oko 90 odsto simulacija pokazalo je raspad sistema u roku od tri milijarde godina, prema vremenskoj skali razmatranoj u istraživanju.
Da li to znači da će Sunčev sistem nestati za milijardu godina?
Ne baš. Rezultate treba pažljivo tumačiti.
Studija ne predviđa da će se Sunčev sistem sigurno raspasti u određenom trenutku. Reč je o numeričkim simulacijama koje pokazuju kako različiti scenariji gubitka Sunčeve mase mogu da utiču na dugoročnu stabilnost planetarnih orbita.
Kada autori govore o raspadu sistema, to ne znači da će sve planete biti uništene. U zavisnosti od razvoja događaja, neke bi mogle da budu izbačene iz sistema, dok bi druge mogle da završe na veoma izmenjenim orbitama ili da se gravitaciono rasipanje nastavi na druge načine.
Važno je i da se pomenuti vremenski periodi odnose na veoma daleku budućnost, a ne na neposrednu opasnost za Zemlju.
Ipak, istraživanje ukazuje na to da budućnost Sunčevog sistema možda neće zavisiti samo od postepenog starenja Sunca, već i od nepravilnih procesa koji prate gubitak njegove mase.
Nova slika daleke budućnosti
Njutn je još davno razmišljao o tome da bi međusobno gravitaciono delovanje planeta, posebno Jupitera, moglo vremenom da ugrozi stabilnost Sunčevo
