Пролітаючі зірки можуть «зламати» Сонячну систему

17 травня 2025 р. 10:49

17 травня 2025 р. 10:49

Уявіть Сонячну систему як ідеально налагоджений годинниковий механізм. Кожна планета рухається своєю вивіреною орбітою, Сонце спокійно сяє в центрі — картина космічної гармонії, чи не так? Довгий час саме так ми її сприймали. Однак, як це часто буває в науці, чим глибше ми вдивляємося, тим складніше і, зізнатися, цікавішим стає картина. Виявляється, наш космічний будинок не такий уже й тихий куточок, і його стабільності загрожують не лише внутрішні «сімейні негаразди», а й непрохані гості, що пролітають повз зірки.

Довгий час вважалося, що головний потенційний головний біль для стабільності Сонячної системи криється всередині неї самої. Меркурієм. Є сценарій, хоч і малоймовірний, при якому його орбіта може увійти в небезпечний резонанс з гравітаційним полем гіганта Юпітера. орбіти Землі і Марса. Звучить трохи лякаюче, чи не так?

Але що, якщо загроза прийде ззовні? Ідея про те, що зірка, що проходить, може «навести шарудіння» в Сонячній системі, не нова. Однак раніше вчені фокусувалися на справді рідкісних, майже катастрофічних подіях — коли зірка пролітає буквально за кілька «ширин» Сонячної системи від нас. Шанс такої події – мізерний, близько одного відсотка за мільярд років.

А ось Шон Реймонд з Університету Бордо та Нейтан Кайб із Планетологічного інституту в Аризоні вирішили подивитися на проблему під іншим кутом. А якщо справа не в рідкісних «хижаках», а в постійному, хай і не такому тісному, «зоряному трафіку»? Адже космос це не порожній простір. Зірки рухаються, і час від часу вони проходять повз наше Сонце. «Ми вивчили типові рядові прольоти, — пояснює Реймонд. — Ті самі зірки, які, говорячи космічними масштабами, постійно миготять по сусідству».

Щоб зрозуміти, наскільки ці «пересічні візити» можуть бути небезпечними, дослідники провели масштабне комп’ютерне моделювання. Вони створили п’ять різних сценаріїв, що відрізняються силою гравітаційного впливу зірок, що пролітають, і кожен сценарій прогнали по тисячі разів! У кожному «прогоні» початкові положення восьми планет Сонячної системи (і Плутона, про нього трохи пізніше) трохи варіювалися, а тисячі віртуальних зірок рухалися так, як це відбувається в нашому куточку Галактики. Результати виявились, м’яко кажучи, інтригуючими.

Виявилося, що вплив цих «звичайних» зоряних прольотів збільшує загальну ймовірність того, що будь-яка планет зійдет зі своєї стабільної орбіти, на цілих 50% порівняно з ризиком, зумовленим тільки внутрішнім хаосом! І що найважливіше: така «зоряна» дестабілізація може статися будь-якої миті, тоді як внутрішній хаос — це радше перспектива далекого майбутнього, через 4-5 мільярдів років.

І тут на нас чекає сюрприз. Хто, на вашу думку, виявився найбільш уразливим? Меркурій? Марс? А ось і ні! Головним «постраждалим» у симуляціях Реймонда та Кайба став… Плутон. Імовірність того, що його орбіта стане нестабільною через зірки, що пролітають, досягла 5%. «У жодному попередньому дослідженні Плутон навіть не розглядався як кандидат на нестабільність», — говорить Реймонд. Вважалося, що потужна гравітація Нептуна надійно «доглядає» цю карликову планету. Але, схоже, зовнішнє втручання здатне порушити цю ідилію.

Звісно, ​​дослідники подивилися і інші планети. Шанси Меркурія опинитися на хаотичній орбіті (що, як ми пам’ятаємо, може запустити ланцюгову реакцію), зросли на 50-80% порівняно з попередніми оцінками. Щоправда, абсолютний ризик все ще малий — близько 0.6% упродовж наступних мільярдів років. Схожа картина і для Марса (0.3%), Венери (0.2%) та нашої з вами Землі (0.05%).

Так, 0.05% для Землі – це небагато. Але є ще один аспект. Орбіта Землі, згідно з розрахунками, з ймовірністю 0,3% може змінитися таким чином, що це призведе до значного потепління клімату. І це вже не просто абстрактна орбітальна механіка, це те, що може безпосередньо вплинути на життя планети. «Різноманітність шляхів, якими Сонячна система може, так би мовити, «піти врознос», набагато ширша, ніж ми думали», — наголошує Реймонд.

Отже, сумарний ризик того, що орбіта якоїсь планети в нашій системі буде порушена через зоряні прольоти в найближчі мільярди років, підвищується приблизно з 1% до 1.5%. Цифри не здаються величезними. Тож чи варто турбуватися?

По-перше, навіть невеликий ризик — це все ж таки ризик. А по-друге, і це, мабуть, важливіше, ці висновки змінюють наше розуміння того, як улаштовані та як еволюціонують планетні системи загалом. «Один шанс із тисячі здається дрібницею, — міркує Реймонд, — але нам відомо вже понад тисячу екзопланет. Отже, навіть якщо це не станеться з нами, при інтерпретації того, що ми бачимо там, в інших зоряних системах, це має значення». Уявіть собі: ми знаходимо екзопланет на дивній, витягнутій орбіті. Раніше ми шукали причину всередині її системи. Тепер же однією з версій може бути саме вплив зірки, що пролетіла повз.

Важливо розуміти: ці ризики від зірок, що пролітають, — це одне. А є ще й гарантований сценарій кінця світу для внутрішніх планет Сонячної системи. Приблизно через 5 мільярдів років наше Сонце вичерпає водневе паливо, роздмухується до червоного гіганта, а потім стиснеться у білого карлика. Внутрішні планети, включаючи Землю, швидше за все, будуть поглинені або спопелені. Як зазначає Димитрі Верас з Уорікського університету, ми вже спостерігаємо понад 1700 систем білих карликів, в атмосферах яких видно сліди поглинених планет.

То що нам дають нові дослідження? Вони додають ще один важливий штрих до загальної картини космічної еволюції. Наша Сонячна система — не ізольований острів стабільності, а учасник великої та динамічної галактичної спільноти. І хоча безпосередньої загрози для нас з вами прямо зараз немає, розуміння цих тонких гравітаційних взаємодій допомагає краще зрозуміти не лише наше минуле та майбутнє, а й долю незліченних інших світів у Всесвіті. І це, погодьтеся, страшенно захоплююче!

Наука