Как ще приключи Слънчевата система

Предсказването на бъдещето е рискован процес в науката, но що се отнася до дългосрочната еволюция на Слънчевата система, астрономите и планетарните учени имат съвсем здрава представа как ще се развие тя. Не е като да знаят какво точно ще се случи в 22:04 часа на 12 ноември през 88 000 001 955 година – но статистически можем уверено да очакваме определени събития.

Нашето Слънце е звезда от тип G, която в момента е в така наречената главна последователност. Това означава, че в ядрото му се провежда ядрен синтез, в който водород се превръща в хелий. В момента то е на средна възраст, тъй като свети от около 5 милиарда години. Това, което ще се случва занапред със Слънцето, вече е наблюдавано при много други звезди.

Слънчевата система

По-горещо, по-голямо и по-червено

През следващите 5 милиарда години Слънцето ще става все по-горещо. Този процес е бавен, но със сигурност ще засегне Слънчевата система и то по много различни начини. На Земята това повишаване на температурите ще доведе до увеличаване на изветрянето на силикатите, което ще забави въглеродния цикъл. Много растения ще бъдат засегнати и няма да останат живи за дълго, но не всички. Все пак в крайна сметка растения ще изчезнат масово и хранителната верига ще се срине. Това може да се случи след около 600 милиона години.

Микробните форми на живот – на която и да е планета – също няма да си прекарат приятно. В рамките на един милиард години Слънцето ще стане по-светло с 10%, което ще причини парников ефект такъв, че всички океани ще се изпарят. През следващите милиарди години, тектонските плочи и целият въглероден цикъл ще спрат и Земята ще стане една нова Венера: достатъчно гореща, за да разтопи олово.

А досега Слънцето става само по-ярко; скоро ще стане и по-голямо.

Художествено изображение на ранния протопланетен диск на Слънчевата система, от който са се образували Земята и други тела в нея

Тъй като Слънцето ще изчерпа водорода за ядрения синтез в ядрото си, то вече няма да бъде в равновесие – защото енергията, освобождавана от този синтез, всъщност балансира теглото му. Без него, ядрото ще започне да се свива, което ще доведе до формирането на черупкообразна област с температури и налягания, достатъчно високи, за да го стопят. Този процес има драматичен ефект върху звезди като Слънцето: външният им слой се разширява драстично и те са се превръщат в червени гиганти. Когато дойде ред на Слънцето, то ще стане достатъчно широко, за да се влезе в орбитата на Меркурий и Венера, достигайки близо до Земята.

Но Меркурий може да си отиде и преди това.

Сега едно предупреждение: има вероятност най-малката планета да започне космическа игра на билярд, преди Слънцето да реши да я изяде. През последните няколко милиарда години осемте канонични планети и хилядите малки тела в Слънчевата система обикалят около звездата си без много вълнение. Но има вероятност всичко това да се промени през следващите 5 милиарда години. И в центъра на тази орбитална драма ще е Меркурий. Има 1% шанс малката планета да бъде извадена от сегашната си орбита преди фазата на червения гигант, което предоставя цял набор от сценарии – от сблъсък с Венера и дори със Земята, до изстрелване в Слънцето или дори пълно изхвърляне от системата.

Няма точно решение на такъв сложен гравитационен проблем, но различни подходи за симулиране на тези сценарии, с различни допускания за основните и второстепенни елементи, които ще играят роля, показват отново и отново, че стабилността на Слънчевата система не може да бъде приема за даденост.

Мъглявината Хеликс – планетарна мъглявина, подобна на тази, която Слънцето ще създаде, когато навлезе в своя стадий на бяло джудже

Краят на Слънчевата система

Загубата на една планета е нещастие; загубата на осем е статистика (ако можем да перифразираме един човек, добре запознат с унищожението). Земята и Марс вероятно ще се завъртят спираловидно към Слънцето, докато останалите планети ще бъдат изтласкани навън. Външните слоеве на червените гиганти са толкова слабо задържани от гравитацията му, че ще започнат да се отделят, образувайки планетарна мъглявина. Така Слънцето ще започне да губи маса и газовите гиганти в края на системата все повече и повече ще разширят орбитите си, което почти ще удвои разстоянието до звездата им.

Тя пък в крайна сметка ще се раздели с всичките си слоеве, разкривайки своето ядро – нов звезден обект, който наричаме бяло джудже. След като загуби огромна част от своята масата, бялото джудже няма да може да задържа и останалите планети задълго. Ако в хода си през галактиката системата ни се доближи до някоя друга звезда твърде много, поне три от четирите гиганта ще се отделят от орбитата си, оставяйки може би само Юпитер. Симулациите показват, че такава среща ще се случи в рамките на 30 милиарда години, което ще доведе до загуба на три планети в рамките на 10 милиарда години.

Симулацията показва също, че последната планета може да се задържи доста дълго време, но в крайна сметка също ще бъде откъсната от орбитата си след срещи с други звезди.

Симулациите предлагат широк диапазон от времеви рамки, до 100 милиарда години. Полезно е да имаме предвид, че това е много по-дълго от настоящата възраст на Вселената – около 13,8 милиарда години.

Може би в това далечно бъдеще някой извънземен астроном ще забележи бялото джудже, което губи единствената си далечна планета, и ще се запита дали някога животът се е възползвал от светлината на тази вече мъртва звезда.