Smrt Sunca mogla bi uništiti i Jupiter, Saturn, Uran i Neptun

Sudbina Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna nakon smrti Sunca mogla bi biti znatno burnija nego što su astronomi do sada računali. Dok se dugo smatralo da će četiri divovske planete stotinama milijardi godina zadržati današnji izgled, nova studija upozorava da bi već u roku od tri milijarde godina od trenutka kada se Sunce pretvori u crvenog diva mogle skliznuti na neobično izdužene putanje, početi se ukrštati i na kraju jedna drugu razoriti u sudarima.

Kraj našeg Sunca odavno je skiciran: za otprilike pet milijardi godina ono će iscrpiti vodik u jezgru i naduti se u crvenog diva, stotinu puta većeg od današnjeg. Taj proces, kako je za Live Science pojasnio planetarni naučnik Nathan Kaib s Univerziteta u Oklahomi, koji nije sudjelovao u istraživanju, progutao bi Merkur i Veneru, a možda i Zemlju. Potom bi se zvijezda urušila u gusto jezgro koje nazivamo bijelim patuljkom.

Dosadašnja slika mirnog epiloga

Scenarij po kojem vanjske planete prolaze gotovo netaknute temeljio se na simulacijskoj studiji iz 1998. godine. Ona je predviđala da će gas koji Sunce odbacuje iz vanjskih slojeva divovske planete odgurnuti dalje, tako da bi poluprečnik svake od njihovih orbita bio dvostruko veći. Jedino što bi takav raspored moglo narušiti bila bi gravitacija zvijezde koja slučajno prođe u blizini, a vjerovatnoća takvog susreta procjenjuje se na jednom u milijardu milijardi godina.

Ključna slabost te računice jeste pretpostavka da Sunce masu gubi postepeno i glatko. Novija posmatranja drugih zvijezda sugerišu suprotno – gubitak mase odvija se u trzajima, pri čemu mlazevi plazme izbacuju čitave oblake gasa, kao da zvijezda ispljuvava grumene materije.

Zvijezda koja uzmiče kao oružje pri pucnju

Jim Fuller, profesor teorijske astrofizike na Caltechu i koautor studije, za Live Science je te izbačaje opisao kao daleko krupnije rođake koronalnih izbacivanja mase. Svaki izbačeni grumen daje zvijezdi protuudar – analogno trzaju koji metak izazove u cijevi. Pojedinačno je taj efekat skroman i Sunce pomiče za svega nekoliko stopa u sekundi, no zbir mnoštva takvih udara može mu tokom vremena izmijeniti brzinu za nekoliko stotina stopa u sekundi. Takvi „udarci“ nisu puka teorija: astronomi su ih već uočili kod bijelih patuljaka u drugim zvjezdanim sistemima.

Kada je Fuller, koji je te pojave proučavao, o njima razgovarao s Konstantinom Batyginom, profesorom planetarne nauke na Caltechu i prvim autorom studije, Batygin je – kako prenosi Fuller – odmah uvidio da to mora imati ozbiljne posljedice za evoluciju našeg Sunčevog sistema. Razlog je jednostavan: svaki takav udarac mijenja gravitacijski uticaj Sunca na sve što oko njega kruži.

Tri scenarija i 672 simulacije

Da bi provjerio kako gubitak Sunčeve mase utiče na divovske planete, Batygin je izradio kompjuterske modele Sunca i vanjskog Sunčevog sistema. Testirane su tri mogućnosti: ravnomjeran gubitak mase, izbacivanje zasebnih grumena tokom čitave faze crvenog diva, te izbacivanje grumena isključivo u završnim fazama. Uz to, istraživači su mijenjali i masu svakog pojedinačnog izbačaja.

Prvi scenarij potvrdio je ranije zaključke – vanjski Sunčev sistem ostaje gotovo nepromijenjen milijardama godina. Druga dva ispala su sasvim drugačije. U ukupno 672 simulacije pokazalo se da gubitak mase u grumenima gura divovske planete u haos: one bi zamjenjivale položaje, poprimale izrazito ovalne orbite, a neke bi bile i izbačene iz Sunčevog sistema.

Najžešći ishod donijele su simulacije s najmasivnijim izbačenim grumenima – u 96 posto takvih slučajeva planete su se međusobno sudarile i bile uništene. Pritom se sve odvija mnogo brže nego što se pretpostavljalo: za manje od nekoliko stotina miliona godina nakon što Sunce postane bijeli patuljak, a u najekstremnijim varijantama još tokom faze crvenog diva.

Posljedice za potragu za egzoplanetama

Rezultati bi mogli promijeniti i način na koji astronomi razmišljaju o planetama oko drugih zvijezda. Ako je studija u pravu, sistemi nalik našem vanjskom Sunčevom sistemu oko bijelih patuljaka rjeđi su nego što se do sada vjerovalo. Kaib ističe da nalazi upućuju na to kako bi oko takvih zvijezda prije trebale preovladavati planete s ovalnim putanjama.

Iako se bijeli patuljci razmatraju kao potencijalni domaćini nastanjivih planeta, ova studija sugeriše da je naša predstava o tim dalekim sistemima možda nepotpuna – i da bi takvi svjetovi u stvarnosti mogli biti daleko nestabilniji nego što izgledaju.