Астрофизика

В очень долгосрочной перспективе Солнечная система может быть дестабилизирована пролетающей звездой

Прохождение близкой звезды может полностью разрушить нашу Солнечную систему, но не сейчас. Канадские исследователи провели почти 3000 симуляций и заметили, что это событие может изменить орбиту Нептуна на 0,1%, чего будет достаточно, чтобы выбросить планеты из Солнечной системы или вызвать их столкновение. Однако подобное явление возникает лишь раз в 100 миллиардов лет или около того.

В пределах Солнечной системы любое изменение траектории планеты может иметь явные последствия для ее эволюции. С тех пор как Ньютон сформулировал свой универсальный закон тяготения, долгосрочная стабильность нашей системы волновала астрономов на протяжении веков. Но архитектура и эволюция планетарных систем частично формируется под влиянием пролетов звезд, даже если их воздействие может быть минимальным.

В этом контексте Гаретт Браун и Ханно Рейн из Университета Торонто заинтересовались столкновениями от соседних звезд, которые слишком слабы, чтобы немедленно дестабилизировать Солнечную систему, но достаточно сильны, чтобы измеримо нарушить динамическое состояние Солнечной системы. Если бы звезда приблизилась к нашей системе на расстояние в несколько миллиардов километров, какие траектории движения планет изменились бы?

2880 симуляций пролетов звезд и их последствий спустя 4,8 миллиарда лет

В общей сложности канадские исследователи провели 2880 симуляций пролетов звезд вблизи Солнечной системы. Их результаты опубликованы на платформе предварительной публикации arXiv. В зависимости от массы и расстояния до исследуемой звезды, интенсивность возмущения системы менялась вплоть до 4,8 миллиарда лет спустя. Более того, некоторые симуляции были остановлены раньше, когда планета была разрушена или выброшена из Солнечной системы. Поэтому вполне вероятно, что после этой даты могут возникнуть другие нарушения.

"Мы проводим долгосрочное интегрирование и показываем, что даже небольшие возмущения, вызванные пролетами звезд, могут влиять на стабильность планетарных систем в течение их жизни", — пишут исследователи. "Мы обнаружили, что небольшие возмущения в орбитах внешних планет передаются между планетами, увеличивая вероятность дестабилизации внутренней планетарной системы".

"Наши результаты для Солнечной системы показывают, что относительные возмущения главной полуоси Нептуна [самой удаленной планеты Солнечной системы] порядка 0,1% достаточно сильны, чтобы увеличить вероятность дестабилизации Солнечной системы на порядок", — говорят они. Это соответствует изменению положения Нептуна примерно в три раза по сравнению с расстоянием от Солнца до Земли.

Большинство симуляций привели к столкновениям планет

Из 2880 проведенных симуляций 1920 вызвали вероятную и измеримую неустойчивость, а 960 вызвали возмущения, которые были слишком малы для измерения. Из вероятных симуляций большинство привело к столкновениям между Меркурием и Венерой - самой ближней к Солнцу - и 26 закончились разрушением системы. Несколько симуляций показали, что Уран, Нептун или Меркурий были изгнаны из Солнечной системы, а один эксперимент даже вызвал столкновение между Землей и Марсом!

"Путь динамической нестабильности Солнечной системы в конечном итоге определяется хаосом", — пишет Гарретт Браун в своем твиттере. "Однако наиболее вероятным путем к нестабильности является резонанс между Меркурием и Юпитером, который приводит к увеличению эксцентриситета Меркурия. Это может привести к столкновению с Венерой".

К счастью, исследователи пришли к выводу, что подобное явление происходит лишь раз в 100 миллиардов лет или около того. Слабые возмущения вначале слабо сотрясают систему, и неустойчивость возникает только через миллионы или миллиарды лет после пролета звезды.

Подписывайтесь на нас
Back to top button