מערכת השמש שלנו עומדת להתפורר לחלוטין מהר ממה שחשבנו

כוכב ננס לבן לאחר שפלט את המסה שלו ליצירת ערפילית פלנטרית. (ESO/P. Weilbacher/AIP)

למרות שהאדמה מתחת לרגלינו מרגישה מוצקה ומרגיעה (רוב הזמן), שום דבר ביקום הזה לא נמשך לנצח.

יום אחד, השמש שלנו תמות, ותוציא חלק גדול מהמסה שלה לפני הליבה שלה תתכווץ לתוךננס לבןחום דולף בהדרגה עד שהוא לא יותר מאשר גוש אבן קר, כהה ומת, אלף טריליון שנים מאוחר יותר .

אבל שאר מערכת השמש תיעלם מזמן עד אז. על פי סימולציות חדשות, יידרשו רק 100 מיליארד שנים עד ששאר כוכבי הלכת יתגלגלו על פני הגלקסיה, וישאיר את השמש הגוססת הרחק מאחור.



אסטרונומים ופיזיקאים מנסים לחשוב על גורלה האולטימטיבי של מערכת השמש במשך מאות שנים לפחות.

'הבנת היציבות הדינמית ארוכת הטווח של מערכת השמש מהווה את אחד העיסוקים העתיקים ביותר של האסטרופיזיקה, בעקבות ניוטון עצמו, ששיער שאינטראקציות הדדיות בין כוכבי לכת יגרמו בסופו של דבר לחוסר יציבות של המערכת', כתבו האסטרונומים ג'ון זינק מאוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס, קונסטנטין בטיגין מ-Caltech ופרד אדמס מאוניברסיטת מישיגן בעיתון החדש שלהם .

אבל זה הרבה יותר מסובך ממה שזה נראה. ככל שמספר הגופים המעורבים במערכת דינמית גדולה יותר, המקיימים אינטראקציה זה עם זה, כך מערכת זו גדלה יותר מסובכת וקשה יותר לחזות אותה. זה נקרא ה בעיה בגוף N .

בגלל המורכבות הזו, זה בלתי אפשרי לבצע תחזיות דטרמיניסטיות של מסלולים של עצמים במערכת השמש מעבר לטווחי זמן מסוימים. מעבר לחמישה עד 10 מיליון שנים בערך, הוודאות עפה מהחלון.

אבל, אם נוכל להבין מה הולך לקרות למערכת השמש שלנו, זה יגיד לנו משהו על האופן שבו היקום עשוי להתפתח, בטווחי זמן הרבה יותר מגילו הנוכחי של 13.8 מיליארד שנים.

ב 1999, אסטרונומים חזו שמערכת השמש תתפרק לאט לאט במשך תקופה של לפחות מיליארד מיליארד - כלומר 10^18, או קווינטיליון - שנים. זה כמה זמן ייקח, הם חישבו, לתהודה מסלולית מ צדק ושבתאי לנתק את אוראנוס.

עם זאת, לדברי הצוות של זינק, החישוב הזה הותיר כמה השפעות חשובות שעלולות לשבש את מערכת השמש מוקדם יותר.

ראשית, יש את השמש.

בכ-5 מיליארד שנים, כאשר היא מתה, השמש תתנפח לענק אדום, בולע כַּספִּית , וֵנוּס וכדור הארץ. אז הוא יפלוט כמעט מחצית המסה שלו, כשהוא מפוצץ לחלל על רוחות כוכבים; הננס הלבן הנותר יהיה בסביבות 54 אחוז בלבד ממסת השמש הנוכחית.

אובדן המסה הזה ישחרר את אחיזת הכבידה של השמש בכוכבי הלכת הנותרים, מַאְדִים וענקי הגז והקרח החיצוניים, יופיטר, שבתאי, אורנוס ונפטון.

שנית, כאשר מערכת השמש מקיפה את המרכז הגלקטי, כוכבים אחרים צריכים להתקרב מספיק כדי להפריע למסלולי כוכבי הלכת, בערך אחת ל-23 מיליון שנה.

'על ידי התחשבות באובדן מסה כוכבית ואינפלציה של מסלולי כוכב הלכת החיצוניים, המפגשים הללו יהפכו למשפיעים יותר', כתבו החוקרים .

'בהינתן מספיק זמן, חלק מהטיסות הללו יתקרבו מספיק כדי לנתק - או לערער את יציבות - כוכבי הלכת הנותרים.'

כאשר השפעות נוספות אלו נלקחו בחשבון בחישוביהם, הצוות הפעיל 10 הדמיות N-גוף עבור כוכבי הלכת החיצוניים (השארת את מאדים כדי לחסוך בעלויות החישוב, מכיוון שהשפעתו צריכה להיות זניחה), תוך שימוש במכשיר העוצמתי אשכול הופמן2 משותף . הדמיות אלו פוצלו לשני שלבים: עד סוף אובדן המסה של השמש, והשלב שבא לאחר מכן.

למרות ש-10 סימולציות אינן מדגם סטטיסטי חזק, הצוות מצא שתרחיש דומה התרחש בכל פעם.

לאחר שהשמש משלימה את התפתחותה לננס לבן, לכוכבי הלכת החיצוניים יש מסלול גדול יותר, אך עדיין נשארים יציבים יחסית. צדק ושבתאי, לעומת זאת, נלכדים בתהודה יציבה של 5:2 - על כל חמש פעמים שצדק מקיף את השמש, שבתאי מקיף פעמיים (תהודה בסופו של דבר הוצעה פעמים רבות, לא מעט על ידי אייזק ניוטון עצמו).

מסלולים מורחבים אלה, כמו גם מאפייני התהודה הפלנטרית, הופכים את המערכת לרגישה יותר להפרעות על ידי כוכבים חולפים.

לאחר 30 מיליארד שנה, הפרעות כוכבים כאלה מצמצמות את המסלולים היציבים הללו לכאוטיים, וכתוצאה מכך לאובדן מהיר של כוכבי לכת. כולם מלבד כוכב לכת אחד בורחים ממסלוליהם, בורחים אל הגלקסיה כמוכוכבי לכת סוררים.

הכוכב האחרון והבודד הזה נשאר עוד 50 מיליארד שנה, אבל גורלו נחרץ. בסופו של דבר, גם הוא נדפק על ידי השפעת הכבידה של כוכבים חולפים. בסופו של דבר, ב-100 מיליארד שנים לאחר שהשמש הופכת לגמד לבן, מערכת השמש כבר איננה.

זהו מסגרת זמן קצרה משמעותית מזו שהוצעה בשנת 1999. בנוסף, החוקרים מציינים בזהירות, זה מותנה בתצפיות עדכניות של הסביבה הגלקטית המקומית, והערכות כוכבים, ששניהם עשויים להשתנות. אז זה בשום אופן לא חקוק באבן.

גם אם ההערכות לגבי ציר הזמן של פטירתה של מערכת השמש אכן משתנות, עם זאת, הוא עדיין נמצא במרחק של מיליארדי שנים רבים. הסבירות שהאנושות תשרוד מספיק זמן כדי לראות את זה קלושה.

שינה עריבה!

המחקר פורסם ב כתב העת האסטרונומי .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.