Mi történik a külső bolygókkal, amikor a Nap vörös óriássá duzzad?

17975
Művészi illusztráció a Naprendszer külső vidékéről. (Forrás: ASA, ESA, G. Bacon (STScI))

A Naprendszer jövőjének vizsgálata „az egyik legősibb asztrofizikai téma, ami egészen Newtonig vezethető vissza” – írja a Naprendszer sorsát tárgyaló, 2020 októberében megjelent szakcikk bevezetője. A tanulmányt a The Astronomical Journal című szaklap közölte. A cikk szerzői szerint Naprendszerünk egy részét elnyeli a Nap, a többi pedig valószínűleg széthullik.

Bár a kérdés nem új, maga a téma elég bonyolult: a sok égitest dinamikus kölcsönhatásainak megértése nem egyszerű. Ráadásul nem csak változatlan égitestekről van szó. A Nap drámai átalakuláson fog átesni, ahogy kiöregszik a fősorozati állapotból – olyan hatalmasra fog felfúvódni, hogy felszíne eléri a Merkúr, a Vénusz és a Föld pályáját is, és tömegének közel a felét elveszíti a következő 7 milliárd év során.

Az ábra közepén apró pont jelöli a Nap jelenlegi méretét a belső bolygók pályájához viszonyítva. Csillagunk idős korában vörös óriássá válik: mérete olyannyira meg fog nőni, hogy elnyeli a belső bolygókat. (Forrás: Roen Kelly)

A külső bolygók túlélik ezt a változást, de azok sem úszhatják meg szárazon: mivel a Nap gravitációs vonzása határozza meg a bolygók pályáját, csillagunk tömegvesztése miatt a külső bolygók távolabb sodródnak tőle, és a Naprendszerhez való kötődésük gyengül.

Zink és munkatársai egy sor égimechanikai N-test-szimulációt végeztek, hogy megtudják, mi fog történni ezután.

A szimulációkkal azt vizsgálták, hogy mi történik a külső bolygókkal, miután a Nap elnyeli a belső bolygókat, elveszíti tömegének felét, és új életet kezd fehér törpeként. A vizsgálatok során a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy az óriásbolygók a Nap tömegvesztése miatt távolodni fognak, és egy olyan stabil konfigurációt vesznek fel, amelyben a Jupiter és a Szaturnusz keringési periódusa 5:2 arányú rezonanciába rendeződik. Ez azt jelenti, hogy a Jupiter ötször kerüli meg a Napot, mialatt a Szaturnusz kétszer.

Az ábrán különböző színekkel láthatjuk, hogy a kutatók által elvégzett tíz szimulációban a külső bolygók mikor hagyják el a Naprendszert. (Forrás: Zink és mtsai. 2020)

A Naprendszer azonban nem egy elszigetelt, kozmikus remete. Más csillagok is vannak a galaxisban, és nagyjából 20 millió évente egy elhalad a közelünkben. Zink és munkatársai a többi csillag hatásait is belekalkulálták a szimulációba. Véleményük szerint a csillagok közelítései nagyjából 30 milliárd éven belül annyira megzavarják a külső bolygók stabil konfigurációját, hogy a kaotikus állapotok közepette azok kiszabadulnak a Naprendszerből.

Csak egy bolygó marad, amely kicsit tovább tart majd ki. 100 milliárd éven belül azonban még ennek a pályáját is destabilizálják az időnként elhaladó csillagok, és kiszabadul a Naprendszerből. Miután kirepültek a fészekből, az óriásbolygók útnak indulnak a galaxisban, hogy csatlakozzanak a csillagközi kóbor planéták sokaságához.

Művészi illusztráció egy csillagközi bolygóról. (Forrás: NASA)

A jövő számukra tehát nem tartogat túl sok jót: a számítások szerint a Nap tömegének csökkenése és a mellettünk elhaladó csillagok a Naprendszer teljes pusztulását fogják okozni. A jó hír az, hogy ez több milliárd év múlva következik csak be, így aggódnunk semmiképp sem kell miatta.

Forrás: AAS Nova

Hozzászólás

hozzászólás