Смерть Солнца обернётся хаосом для внешних планет: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун могут столкнуться

Когда Солнце неизбежно умрёт, даже внешняя Солнечная система не будет в безопасности от вызванного этим хаоса — намекает новое исследование. Учёные давно полагали, что внешняя Солнечная система — состоящая из четырёх планет-гигантов Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна — в основном сохранит свой нынешний облик на сотни миллиардов лет вперёд. Но новое исследование предполагает, что внешние гиганты могут приобрести причудливые орбиты, когда Солнце исчерпает топливо, из-за чего планеты пересекутся и уничтожат друг друга в результате столкновений в течение трёх миллиардов лет после превращения Солнца в красный гигант.

Результаты, опубликованные 21 сентября в The Astrophysical Journal Letters, могут изменить наше понимание того, какие экзопланеты вращаются вокруг определённых звёзд.

Примерно через 5 миллиардов лет Солнце раздуется, став красным гигантом, после исчерпания всего водорода в ядре. В ходе этой фазы красного гиганта наша звезда увеличится до 100 раз по сравнению с нынешним размером, поглотив Меркурий, Венеру и, возможно, даже Землю, — рассказал Live Science в электронном письме Нейтан Кайб, планетолог из Университета Оклахомы, не участвовавший в новом исследовании. После этого violent раздувания Солнце сожмётся в коллапсированное ядро, называемое белым карликом.

До сих пор учёные считали, что четыре внешние планеты относительно невредимыми переживут эту фазу. Исследование 1998 года на основе симуляций предполагало, что газ, который Солнце выбрасывает из внешних слоёв, оттолкнёт эту планетарную четвёрку наружу, удвоив радиус орбиты каждой планеты. Дестабилизировать этот новый порядок могло бы только гравитационное воздействие пролетающей звезды, а такие события, как считается, происходят лишь раз в миллиард миллиардов лет.

Солнечная отдача

Эти прогнозы опирались на предположение, что Солнце будет плавно сбрасывать внешние слои. Однако недавние наблюдения звёзд указывают на более рывковую потерю массы: облака газа поднимаются потоками плазмы в Солнце — как будто наша звезда выплёвывает комки массы. «Они вроде корональных выбросов массы, только гораздо крупнее», — рассказал Live Science в электронном письме Джим Фуллер, профессор теоретической астрофизики в Caltech и соавтор нового исследования.

Каждый «комок» толкает звезду назад — подобно тому, как выстрелянная пуля вызывает отдачу оружия. Хотя каждый толчок мал и смещает Солнце всего на несколько футов в секунду, многие толчки со временем могут придать эквивалент огромного удара, меняющего скорость Солнца на несколько сотен футов в секунду. Фактически астрономы уже наблюдали, как белые карлики получают такие удары в других звёздных системах.

Когда Фуллер, изучавший эти удары, описал их Константину Батыгину, профессору планетологии в Caltech и первому автору исследования, Батыгин «понял, что это будет иметь важные последствия для эволюции нашей собственной Солнечной системы», — сказал Фуллер. Это потому, что удары меняют гравитационное притяжение Солнца ко всему вокруг него.

Хаос на окраине

Чтобы определить, как потеря массы Солнцем повлияет на планеты-гиганты, Батыгин создал компьютерные симуляции Солнца и внешних планет. Исследователи рассмотрели три сценария: если Солнце теряет массу плавно, если оно выплёвывает отдельные комки массы в течение всего времени эволюции как красный гигант и если Солнце выбрасывает комки только на последних стадиях. Исследователи также варьировали массу каждого выброшенного комка.

Первый сценарий дал результаты, аналогичные предыдущим исследованиям: внешняя Солнечная система сохраняла почти все свои особенности на миллиарды лет. В отличие от него, два других случая дали кардинально иные результаты. Используя 672 симуляции, исследователи обнаружили, что если Солнце теряло массу комками, планеты-гиганты ввергались в хаос: менялись местами, приобретали причудливые овальные орбиты и даже полностью выбрасывались из Солнечной системы. Самое драматичное: в 96% симуляций с самыми тяжёлыми выброшенными пакетами массы планеты уничтожались, сталкиваясь друг с другом.

Эти события также происходили гораздо быстрее — менее чем через несколько сотен миллионов лет после превращения Солнца в белый карлик или даже во время фазы красного гиганта в самых экстремальных сценариях.

Результаты исследования намекают, что аналоги нынешней внешней Солнечной системы вокруг белых карликов менее вероятны, чем считалось ранее. Кайб отметил, что результаты исследования предполагают, что вместо них должны доминировать планеты с овальными орбитами. Считается, что вокруг белых карликов могут существовать обитаемые планеты, но результаты этого исследования показывают, что наше понимание тех далёких звёздных систем может быть неполным и что такие миры в реальности могут быть нестабильными.

Источники: Live Science (интервью с Нейтаном Кайбом и Джимом Фуллером; Batygin, Fuller & Adams, The Astrophysical Journal Letters, 2026).