Пролетающие звёзды могут «сломать» Солнечную систему: Новое исследование говорит, что риск оказался серьёзнее, чем предполагали
Представьте себе Солнечную систему как идеально отлаженный часовой механизм. Каждая планета движется по своей выверенной орбите, Солнце спокойно сияет в центре — картина космической гармонии, не правда ли? Долгое время именно так мы её и воспринимали. Однако, как это часто бывает в науке, чем глубже мы всматриваемся, тем сложнее и, признаться, увлекательнее становится картина. Оказывается, наш космический дом не такой уж и тихий уголок, и его стабильности угрожают не только внутренние «семейные неурядицы», но и незваные гости — пролетающие мимо звёзды.
Небесная механика или космический хаос?
Долгое время считалось, что главная потенциальная головная боль для стабильности Солнечной системы кроется внутри неё самой. Речь идёт о так называемом внутреннем хаосе. Это не значит, что планеты вдруг решат устроить бунт. Просто их гравитационные взаимодействия на протяжении миллиардов лет могут привести к очень медленным, но значимым изменениям орбит. Астрономы особенно пристально следят за Меркурием. Есть сценарий, хоть и маловероятный, при котором его орбита может войти в опасный резонанс с гравитационным полем гиганта Юпитера. Если такое случится, Меркурий может быть выброшен со своей траектории — либо прямиком на Солнце, либо на столкновение с Венерой. А это, в свою очередь, может запустить цепную реакцию, способную дестабилизировать орбиты Земли и Марса. Звучит немного пугающе, не так ли? Но это, так сказать, «долгоиграющая пластинка», с крайне низкой вероятностью реализации в ближайшие миллиарды лет.
Когда соседи слишком близко: Новый взгляд на звёздные визиты
Но что если угроза придёт извне? Идея о том, что проходящая звезда может «навести шороху» в Солнечной системе, не нова. Однако раньше учёные фокусировались на действительно редких, почти катастрофических событиях — когда звезда пролетает буквально в нескольких «ширинах» Солнечной системы от нас. Шанс такого события — мизерный, около одного процента за миллиард лет.
А вот Шон Рэймонд из Университета Бордо и Нейтан Кайб из Планетологического института в Аризоне решили посмотреть на проблему под другим углом. А что если дело не в редких «хищниках», а в постоянном, пусть и не таком тесном, «звёздном трафике»? Ведь космос — это не пустое пространство. Звёзды движутся, и время от времени они проходят мимо нашего Солнца. «Мы изучили типичные, рядовые пролёты, — поясняет Рэймонд. — Те самые звёзды, которые, говоря космическими масштабами, постоянно мелькают по соседству».
Чтобы понять, насколько эти «рядовые визиты» могут быть опасны, исследователи провели масштабное компьютерное моделирование. Они создали пять различных сценариев, отличающихся силой гравитационного воздействия пролетающих звёзд, и каждый сценарий прогнали по тысяче раз! В каждом «прогоне» начальные положения восьми планет Солнечной системы (и Плутона, о нём чуть позже) немного варьировались, а тысячи виртуальных звёзд двигались так, как это происходит в нашем уголке Галактики. Результаты оказались, мягко говоря, интригующими.
Неожиданный кандидат на вылет: Бедняга Плутон
Оказалось, что влияние этих «обычных» звёздных пролётов увеличивает общую вероятность того, что какая-либо из планет сойдёт со своей стабильной орбиты, на целых 50% по сравнению с риском, обусловленным только внутренним хаосом! И что самое важное: такая «звёздная» дестабилизация может случиться в любой момент, в то время как внутренний хаос — это скорее перспектива далёкого будущего, через 4-5 миллиардов лет.
И тут нас ждёт сюрприз. Кто, по-вашему, оказался наиболее уязвимым? Меркурий? Марс? А вот и нет! Главным «пострадавшим» в симуляциях Рэймонда и Кайба стал… Плутон. Вероятность того, что его орбита станет нестабильной из-за пролетающих звёзд, достигла 5%. «Ни в одном предыдущем исследовании Плутон даже не рассматривался как кандидат на нестабильность», — говорит Рэймонд. Считалось, что мощная гравитация Нептуна надёжно «присматривает» за этой карликовой планетой. Но, похоже, внешнее вмешательство способно нарушить эту идиллию.
А что с остальными? Земля тоже в зоне риска?
Конечно, исследователи посмотрели и на другие планеты. Шансы Меркурия оказаться на хаотической орбите (что, как мы помним, может запустить цепную реакцию) выросли на 50-80% по сравнению с предыдущими оценками. Правда, абсолютный риск всё ещё мал — около 0.6% на протяжении следующих миллиардов лет. Схожая картина и для Марса (0.3%), Венеры (0.2%) и нашей с вами Земли (0.05%).
Да, 0.05% для Земли — это немного. Но есть ещё один нюанс. Орбита Земли, согласно расчётам, с вероятностью 0.3% может измениться таким образом, что это приведёт к значительному потеплению климата. И это уже не просто абстрактная орбитальная механика, это то, что может напрямую повлиять на жизнь на планете. «Разнообразие путей, по которым Солнечная система может, так сказать, «пойти вразнос», гораздо шире, чем мы думали», — подчёркивает Рэймонд.
Зачем нам это знать? Взгляд за пределы Солнечной системы
Итак, суммарный риск того, что орбита какой-нибудь планеты в нашей системе будет нарушена из-за звёздных пролётов в ближайшие миллиарды лет, повышается примерно с 1% до 1.5%. Цифры не кажутся огромными. Так стоит ли беспокоиться?
Во-первых, даже небольшой риск — это всё же риск. А во-вторых, и это, пожалуй, важнее, эти выводы меняют наше понимание того, как устроены и как эволюционируют планетные системы в целом. «Один шанс из тысячи кажется пустяком, — рассуждает Рэймонд, — но нам известно уже более тысячи экзопланет. Так что, даже если это не случится с нами, при интерпретации того, что мы видим там, в других звёздных системах, это имеет значение». Представьте себе: мы находим экзопланету на странной, вытянутой орбите. Раньше мы бы искали причину внутри её системы. Теперь же одной из версий может быть именно влияние пролетевшей мимо звезды.
Неизбежный финал и космическая перспектива
Важно понимать: эти риски от пролетающих звёзд — это одно. А есть ещё и гарантированный сценарий «конца света» для внутренних планет Солнечной системы. Примерно через 5 миллиардов лет наше Солнце исчерпает водородное топливо, раздуется до красного гиганта, а затем сожмётся в белого карлика. Внутренние планеты, включая Землю, скорее всего, будут поглощены или испепелены. Как отмечает Димитри Верас из Уорикского университета, мы уже наблюдаем более 1700 систем белых карликов, в атмосферах которых видны следы поглощённых планет.
Так что же нам дают новые исследования? Они добавляют ещё один важный штрих к общей картине космической эволюции. Наша Солнечная система — не изолированный остров стабильности, а участник большого и динамичного галактического «сообщества». И хотя непосредственной угрозы для нас с вами прямо сейчас нет, понимание этих тонких гравитационных взаимодействий помогает лучше понять не только наше прошлое и будущее, но и судьбу бесчисленных других миров во Вселенной. И это, согласитесь, чертовски увлекательно!
