Судьба Солнечной системы может оказаться значительно драматичнее, чем считалось раньше. Новое моделирование показывает, что Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун способны потерять устойчивые орбиты еще во время гибели Солнца или в течение первых миллиардов лет после его превращения в белый карлик. Раньше считалось, что внешняя часть системы способна сохраняться десятки или даже сотни миллиардов лет.
К такому выводу пришли астрофизики Константин Батыгин, Джим Фуллер и Фред Адамс. Их исследование опубликовано 1 октября в The Astrophysical Journal Letters под названием Terminal Instability of the Solar System Triggered by Stochastic Solar Mass Loss.
Главная причина пересмотра прогноза неожиданна: умирающее Солнце может терять вещество не плавно, как предполагалось в прежних расчетах, а отдельными огромными выбросами. Каждый такой выброс будет слегка толкать саму звезду, а несколько тысяч подобных толчков способны постепенно расшатать орбиты оставшихся планет.
В наиболее реалистичном из рассмотренных авторами сценариев около 40% виртуальных Солнечных систем начали разрушаться еще до окончательного формирования белого карлика, а примерно 90% потеряли устойчивость в течение следующих трех миллиардов лет.
Солнечная система казалась почти вечной
Вопрос о том, насколько долго планеты способны сохранять нынешнюю конфигурацию, занимал астрономов еще со времен Ньютона.
Современные расчеты показали, что внутренняя Солнечная система уже сейчас является хаотической на очень больших временных масштабах. Например, авторы новой работы напоминают, что для орбиты Меркурия существует примерно однопроцентная вероятность серьезной дестабилизации еще до ухода Солнца с главной последовательности.
Но с гигантскими планетами ситуация выглядела значительно спокойнее.
Если учитывать только внутреннюю гравитационную динамику Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, их расчетное время существования в устойчивой конфигурации оценивалось примерно в 10¹⁸ лет, то есть в квинтиллион лет.
Это настолько огромный срок, что он примерно в 70 миллионов раз превышает нынешний возраст Вселенной.
Более реалистичные модели учитывали пролет других звезд рядом с Солнечной системой. В таком случае судьба внешних планет выглядела менее оптимистично, но все равно речь шла примерно о 100 миллиардах лет.
Новая модель сокращает этот срок принципиально.
Все меняет то, как будет умирать Солнце
Прежние расчеты исходили из удобного предположения: когда Солнце подойдет к концу жизни и станет красным гигантом, оно будет сравнительно равномерно сбрасывать внешние слои.
Потеря массы ослабит его притяжение. Поэтому орбиты уцелевших планет постепенно расширятся, но сама система в целом сохранит порядок.
Авторы новой работы усомнились именно в слове «постепенно».
Наблюдения белых карликов показывают, что после своего формирования они могут получать небольшую остаточную скорость, словно умирающую звезду перед этим кто-то подтолкнул.
Исследователь Джим Фуллер ранее предложил объяснение этого эффекта: огромная раздувшаяся звезда может сбрасывать вещество не симметричной оболочкой, а хаотическими сгустками.
Представить механизм можно как очень медленную версию реактивного двигателя.
Если огромное количество вещества вылетает преимущественно в одном направлении, сама звезда получает крошечный импульс в противоположную сторону. Затем происходит новый выброс в другом направлении и новый толчок.
Один из них почти ничего не меняет. Тысячи — уже меняют всю систему.
Солнце может получить около 4600 небольших «пинков»
В одном из основных сценариев исследователи предположили, что Солнце будет выбрасывать вещество отдельными порциями примерно по 0,0001 массы Солнца.
За весь период потери оболочки таких событий получится приблизительно 4600.
Каждый отдельный выброс в модели придает звезде скорость всего в несколько метров в секунду. Медианное значение составляет около 7 м/с.
На фоне космических скоростей цифра кажется ничтожной. Земля, например, движется вокруг Солнца почти со скоростью 30 км/с.
Но проблема в накопительном эффекте.
Направление каждого толчка случайно, поэтому Солнце начинает совершать своеобразное хаотическое блуждание относительно орбит планет. А поскольку все они вращаются вокруг звезды, каждый сдвиг немного изменяет параметры сразу четырех гигантских планет.
Именно эти крошечные изменения в течение длительного времени способны превратить стройную систему орбит в хаос.
Первые катастрофы могут начаться еще при красном гиганте
Ученые провели сотни численных N-телесных симуляций, в которых прослеживали движение Солнца, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна на протяжении миллиардов лет.
Результат оказался неожиданным даже с учетом выбранного механизма.
В основном сценарии орбиты планет начинали пересекаться в 37 из 48 симуляций еще до того, как Солнце полностью превращалось в белый карлик.
В некоторых моделях нестабильность возникала уже тогда, когда масса умирающей звезды составляла около 89% нынешней массы Солнца.
К моменту формирования белого карлика примерно 40% систем уже переживали либо разрушение прежней конфигурации, либо интенсивное гравитационное рассеяние планет.
После этого ситуация становилась еще хуже.
Когда исследователи продолжили расчеты на следующие три миллиарда лет, нестабильными оказались более 90% систем в наиболее характерных сценариях.
Авторы пишут, что в отдельных симуляциях Сатурн выбрасывался из системы уже через несколько миллионов лет, Уран и Нептун менялись местами, а орбиты внешних планет начинали пересекать нынешнюю область движения Юпитера.
Планеты, скорее всего, не столкнутся — их выбросит в космос
Когда орбиты крупных планет начинают пересекаться, первое, что приходит в голову, — гигантские столкновения.
Однако для Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна более вероятен другой сценарий.
На увеличившихся после смерти Солнца орбитах планеты будут двигаться сравнительно медленно, а собственное гравитационное поле гигантов останется мощным. Поэтому тесное сближение гораздо чаще закончится гравитационной «рогаткой», чем физическим столкновением.
Одна планета передаст другой часть своей орбитальной энергии и способна буквально выбросить ее из Солнечной системы.
В одной из моделей Нептун покидал систему через 200 млн лет после формирования белого карлика. В другой нестабильность сохранялась больше миллиарда лет, после чего Уран и Нептун менялись орбитами, а Нептун в итоге также выбрасывался наружу.
Такие планеты превращаются в свободно летящие миры, которые больше не обращаются вокруг какой-либо звезды.
Земли к этому моменту, вероятно, уже не будет
Для Земли новый прогноз практически ничего не меняет: события, описанные в исследовании, относятся к гораздо более позднему этапу эволюции системы.
Солнцу сейчас около 4,6 млрд лет. Примерно через пять миллиардов лет оно исчерпает запасы водорода в ядре и начнет превращаться в красного гиганта.
NASA указывает, что раздувшееся Солнце совершенно точно поглотит Меркурий и Венеру. Судьба Земли в современных популярных описаниях формулируется осторожнее: ее также может поглотить расширившаяся звезда.
В любом случае задолго до финального разрушения внешней Солнечной системы наша планета перестанет быть пригодной для жизни.
Есть и еще одна неточность, которая появилась в некоторых пересказах нового исследования. После стадии красного гиганта Солнце не «уменьшится вдвое».
Примерно половину нынешней массы оно действительно потеряет. В модели Батыгина, Фуллера и Адамса остается белый карлик массой около 0,538 массы нынешнего Солнца.
А вот по размеру изменение будет куда радикальнее.
NASA объясняет, что белый карлик имеет размеры примерно с Землю. Диаметр нынешнего Солнца приблизительно в 109 раз больше земного.
То есть остаток нашей звезды сожмется не в два раза, а примерно в сто раз по диаметру.
Новое исследование не означает, что гибель системы уже точно просчитана
Есть важная оговорка: речь идет о численном моделировании далекого будущего, а не о точном расписании гибели планет.
Ключевой результат сильно зависит от того, насколько крупными и асимметричными окажутся реальные выбросы вещества у Солнца в конце его жизни.
Авторы опираются на наблюдаемое движение белых карликов и модель, согласно которой это движение появляется в результате множества отдельных выбросов вещества. Но напрямую наблюдать, как именно будет терять массу наше Солнце через миллиарды лет, разумеется, невозможно.
Исследователи поэтому проверяли разные размеры выбрасываемых порций и разные варианты эволюции звезды.
Чем меньше были отдельные выбросы, тем устойчивее оставались планеты. Чем более «зернистой» становилась потеря массы, тем быстрее разрушалась привычная архитектура системы.
Именно поэтому результат правильнее воспринимать не как дату конца Солнечной системы, а как обнаружение нового механизма ее возможной гибели.
Вместо случайной звезды Солнечную систему может разрушить собственное Солнце
Главное изменение нового исследования заключается даже не во времени, а в причине будущей катастрофы.
Раньше считалось, что после смерти Солнца Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун спокойно продолжат движение вокруг белого карлика. Система будет постепенно разрушаться уже намного позже, когда достаточно близко пройдет другая звезда и нарушит орбиты планет.
Новый сценарий делает внешнее вмешательство практически ненужным.
Исследователи подсчитали, что внутреннее разрушение после хаотичной потери массы может происходить примерно в 100 раз быстрее, чем ожидается достаточно опасное сближение с другой звездой.
А если сравнивать результат с чисто внутренней оценкой стабильности в 10¹⁸ лет, разница достигает примерно миллиарда раз.
В работе это сформулировано почти литературно: Солнце, умирая, не просто увеличит созданную им планетную систему — оно начнет ее встряхивать и с высокой вероятностью растеряет собственные планеты.
Получается довольно необычный финал истории длиной в десятки миллиардов лет. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун способны пережить Землю, пережить превращение Солнца в красного гиганта и даже появление белого карлика.
Но пережить смерть самой звезды в динамическом смысле им, возможно, уже не удастся.
- Мозалев исчез из пулов РУСАДА после четырех лет: что это значит для фигуриста - 03/10/2026 15:42
- Samsung подняла цены на Galaxy A: самый дешевый смартфон подорожал уже на 35% - 03/10/2026 15:03
- Шивон Зилис рассказала о внезапном разрыве с Илоном Маском - 03/10/2026 15:01
