Kiedy Słońce wyczerpie zapasy wodoru, zmieni się w czerwonego olbrzyma i całkowicie spali wewnętrzne planety skaliste (czyli m.in. nas). Do tej pory astrofizycy zakładali jednak, że gazowe giganty – Jowisz, Saturn, Uran i Neptun – przetrwają gwiezdną transformację nienaruszone.
WIDEO…
Dotychczasowe modele przewidywały, że będą one stabilnie okrążać pozostałego po Słońcu białego karła nawet przez trylion lat, aż do zakłócenia ich orbit przez mijającą obcą gwiazdę. Nowe symulacje drastycznie ten czas skracają. Zniszczenie nadejdzie bezpośrednio od wewnątrz układu, a jego grawitacyjna stabilność ostatecznie załamie się w ciągu „zaledwie” miliarda lat. W kosmicznej skali to niewiele. Jak będzie wyglądał koniec?
Agonia gwiazdy. Zrzucanie materii w brutalnych impulsach
Za nowe spojrzenie na ewolucję kosmosu odpowiadają astrofizycy teoretyczni: Konstantin Batygin i Jim Fuller z California Institute of Technology (Caltech) oraz Fred Adams z Uniwersytetu Michigan. Na łamach czasopisma naukowego „The Astrophysical Journal Letters” udowodnili, że najważniejszy jest sposób, w jaki Słońce pozbędzie się swoich zewnętrznych warstw.
Starsze symulacje najczęściej zakładały, że starzejąca się gwiazda traci swoją masę w sposób idealnie płynny i jednostajny. W takim scenariuszu przyciąganie grawitacyjne słabnie stopniowo, co pozwala planetom powoli i bezpiecznie poszerzać swoje orbity bez utraty równowagi. Teraz wiemy jednak, że agonia Słońca będzie przypominać serię potężnych eksplozji i nieregularnych wyrzutów.
Umierająca gwiazda zacznie odrzucać w przestrzeń kosmiczną gigantyczne fragmenty swojej powłoki w gwałtownych impulsach. Taka nagła utrata niewyobrażalnych ilości masy oznacza drastyczne skoki słonecznej grawitacji. A grawitacyjne wstrząsy wszystko zmienią. Olbrzymie planety, zamiast płynnie dryfować, zaczną doświadczać nagłych, silnych szarpnięć. Błyskawicznie zaburzy to ich dotychczasowy ruch i wprawi cały układ w absolutny chaos.
Ponad 600 symulacji chaosu
Eksperci wygenerowali 672 zróżnicowane scenariusze, w których algorytmy manipulowały siłą i czasem odrzutu gwiezdnej materii. Dla porównania stworzono też klasyczne modele zakładające płynną utratę masy. Następnie symulowano zachowanie planet przez kolejne trzy miliardy lat, śledząc najmniejsze odchylenia ich orbit. Wyniki okazały się bezlitosne dla zewnętrznych gigantów.
Kolizje i ucieczka w kosmiczną otchłań
W wariantach z silnymi wyrzutami słonecznymi przyszłość układu kończyła się totalnym chaosem. Aż 96% systemów planetarnych traciło stabilność w ciągu 3 miliardów lat od uformowania się białego karła. W 40% najczarniejszych scenariuszy grawitacyjna destabilizacja następowała jeszcze przed całkowitym zrzuceniem gwiezdnej powłoki.
To oznacza bezwzględny rozpad. Symulacje dowodzą, że orbity gigantów takich jak Uran i Neptun mogą nawet zostać trwale zamienione miejscami. W najbardziej ekstremalnych wariantach potężne planety są dosłownie wystrzeliwane poza granice układu, ewoluując w mroczne, swobodne obiekty krążące w międzygwiezdnej pustce.
Cała nadzieja w synchronizacji
Choć dominującym efektem słonecznych konwulsji jest zniszczenie, modele wskazały też na nieliczne efekty uboczne. Przy łagodniejszych wyrzutach materii zaburzenia grawitacyjne spychały czasem planety na bezpieczne, zsynchronizowane orbity. W takich wypadkach potrafiły one bez problemu utrzymać stabilność przez całe założone w eksperymencie trzy miliardy lat.
Nauka od dawna wiedziała, że los wszystkich planet jest zapisany na Słońcu. Teraz wiemy jednak, że kurtyna opadnie dużo bardziej brutalnie, w ułamku czasu, na który do tej pory liczyli badacze.
Źródło: Astrophysical Journal Letters
