Пролетающая мимо звезда может нарушить равновесие Солнечной системы

Звезды, пролетающие мимо нашей Солнечной системы, способны вызвать больший хаос, чем ранее считали астрономы: от нарушения орбиты Плутона до столкновения Меркурия с Солнцем — или даже катастрофического изменения орбиты Земли и климата. Общий риск таких событий все равно невелик, но его переоценка предполагает, что подобные катаклизмы могут быть обычным делом в других планетных системах.

Хотя когда-то орбиты планет считались предсказуемыми и стабильными, как швейцарские часы, современные астрономы обнаружили, что в долгосрочной перспективе это далеко не так. Внутренняя непредсказуемость, или хаотичность, означает, что трудно точно прогнозировать, что произойдет с Солнечной системой в ближайшие несколько миллиардов лет: некоторые симуляции показывают, что она может самоуничтожиться. Наиболее вероятный сценарий — неудачное выравнивание орбиты Меркурия с орбитой Юпитера. Это может привести к тому, что меньшая планета будет выброшена с орбиты, врезавшись в Солнце или Венеру, либо спровоцирует столкновение Земли и Марса.

Еще один источник хаоса — звезды, проходящие близко к Солнцу (на расстоянии нескольких диаметров Солнечной системы), но такие события крайне маловероятны: их шанс составляет всего 1% за миллиард лет.

Новое исследование, подготовленное  к публикации в журнале Icarus, показало, что нарушить равновесие могут не только редкие события, но даже обычные пролеты звезд.

«Мы изучили типичные, рядовые сближения. Это звезды, которые действительно постоянно — по космическим меркам — пролетают мимо Солнца», — говорит астроном Шон Реймонд из Университета Бордо.

Каждую из пяти симуляций с разной интенсивностью звездных сближений провели примерно по 1000 раз — с чуть разными положениями восьми планет Солнечной системы, а также Плутона, и тысячи звезд, движущихся в соответствии с известными данными о локальной звездной популяции.

По результатам моделирования общая вероятность сбития планеты с курса оказалась на 50% выше, чем при учете только внутреннего хаоса.

«Нестабильность, вызванная пролетом звезды, может произойти в любой момент, тогда как внутренняя нестабильность с большей вероятностью случится не раньше, чем через 4–5 миллиардов лет. Это делает звездные сближения главной угрозой стабильности Солнечной системы в ближайшие 4+ миллиарда лет», — объясняет Реймонд.

Самым неожиданным потенциальным «пострадавшим» оказался Плутон — вероятность его дестабилизации составила 5%. По словам Реймонда, благодаря стабилизирующему влиянию гравитации Нептуна «ни одно предыдущее исследование не обещало Плутону ни малейшего шанса на нестабильность».

Также выяснилось, что вероятность выброса Меркурия на хаотическую орбиту (что может иметь последствия для других планет) на 50–80% выше предыдущих оценок, хотя абсолютный риск остается небольшим — 0,6% в ближайшие несколько миллиардов лет. То же касается Марса, Венеры и Земли, чьи абсолютные риски увеличились до 0,3%, 0,2% и 0,05% соответственно. Орбита Земли также имеет 0,3% шанс измениться так, что это вызовет значительное потепление климата.

«Разнообразие сценариев разрушения Солнечной системы гораздо выше, чем считалось», — резюмирует астроном.

Вероятность нарушения равновесия Солнечной системы звездой в ближайшие несколько миллиардов лет остается небольшой (риск хаотичного изменения орбиты увеличился с 1% до примерно 1,5%), но то, что звезды оказывают большее влияние, чем предполагалось, может иметь значение для других планетных систем, добавил он: «1 к 1000 кажется ничтожно, но мы знаем более 1000 экзопланет. Даже если это не случится с нами, при интерпретации данных о других системах это важно».

С уверенностью можно говорить о потрясении, которое ждет Солнечную систему через 5 миллиардов лет, когда наше светило станет белым карликом и, возможно, уничтожит внутренние планеты, подчеркнул астрофизик Дмитрий Верас из Уорикского университета. «Мы уже знаем более 1700 белых карликов, в атмосферах которых остались обломки их планет», — уточнил он.