Выбросы массы Солнца могут разрушить внешнюю Солнечную систему

Команда Константина Батыгина из Калифорнийского технологического института опубликовала в The Astrophysical Journal Letters расчёты, по которым внешняя часть Солнечной системы может распасться гораздо раньше, чем выходило в прежних моделях. Превращаясь в белого карлика, Солнце сбросит часть массы, и орбиты планет-гигантов разойдутся примерно вдвое. Предыдущие работы показывали, что и после этого орбиты остаются устойчивыми на сроках больше возраста Вселенной — порядка 10¹⁸ лет. Разрушить такую систему могли бы лишь пролёты соседних звёзд, и то через 30–100 млрд лет.

Во всех этих работах потеря массы описывалась как плавный процесс. Реальная звезда на ветви красных гигантов выбрасывает вещество порциями, случайными по времени и направлению. Каждый такой выброс толкает звезду и меняет её скорость. Сначала авторы повторили классический плавный сценарий и подтвердили прежние выводы. Даже неравномерный по направлениям выброс при плавном темпе ничего не менял, потому что асимметрии взаимно гасились.

Всё решает масса выброса

Со случайными толчками поведение Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна зависело от массы отдельного выброса. При массе до 10⁻⁷ массы Солнца картина почти не отличалась от плавного случая. В диапазоне от 10⁻⁷ до 10⁻⁶ солнечной массы примерно в 20% расчётов пары Юпитер–Сатурн и Уран–Нептун попадали в резонансы средних движений, когда периоды планет соотносятся как небольшие целые числа. Устойчивости это не добавляло: резонансные конфигурации распадались даже чуть чаще нерезонансных. При выбросах от 10⁻⁵ солнечной массы внешняя система разрушалась за миллиарды лет.

Модели выбросов и наблюдаемые амплитуды толчков указывают, что Солнцу предстоят выбросы массой около 10⁻⁴ массы Солнца. В этом режиме около 40% расчётов заканчивались разрушением системы или бурным рассеянием планет ещё на стадии красного гиганта. Примерно 90% расчётов приходили к распаду в пределах 3 млрд лет. Если эти результаты верны, срок жизни внешней Солнечной системы сокращается с порядка 10¹⁸ лет примерно до миллиарда лет после появления белого карлика.