Расчёты Константина Батыгина продемонстрировали, что неравномерная утрата массы Солнцем может нарушить орбиты планет ещё в процессе его превращения в белый карлик
3 октября 2026, 13:09Наука и космосDarth Sahara1
Внешняя область Солнечной системы может оказаться менее стабильной не через 10¹⁸ лет, как показывали предыдущие оценки, а уже примерно через миллиард лет после превращения Солнца в белый карлик. Новое исследование Константина Батыгина из Калифорнийского технологического института (Caltech) указывает на то, что предыдущие расчёты недооценивали один важный аспект: Солнце будет терять массу не равномерно, а посредством отдельных асимметричных выбросов. В таком случае изменение орбит планет приведёт к их случайному блужданию, постепенно разрушая текущую структуру внешней части системы. Предыдущая картина выглядела значительно спокойнее.
С течением времени Солнце сбросит примерно 46% своей массы, а орбиты планет при равномерной потере массы расширятся примерно в 1,85 раза, сохраняя при этом свои относительные конфигурации. В численных экспериментах Батыгина и его коллег такой сценарий действительно оставляет орбиты Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна стабильными на очень длительные сроки. Поэтому считалось, что после превращения Солнца в белый карлик гигантские планеты смогут существовать ещё около 100 млрд лет, в то время как собственная динамическая нестабильность внешней системы оценивалась примерно в ~10¹⁸ лет.
Однако процесс утраты массы звездой может происходить иначе. Данные наблюдений за молодыми белыми карликами указывают на то, что при сбросе внешней оболочки звезда получает небольшой импульс — порядка 0,75 км/с. Один из возможных механизмов объясняет это множеством отдельных выбросов вещества, происходящих в различные моменты и направления. Каждый такой выброс придаёт звезде небольшой импульс, но множество таких импульсов складываются в случайное блуждание.
Поскольку гравитационное поле Солнца управляет орбитами всех планет, каждое возмущение будет незначительно изменять их орбитальное движение. В результате небольшие возмущения будут накапливаться и усиливать друг друга, а не взаимно усредняться.
Это и проверили авторы исследования с помощью численных расчётов движения четырёх гигантских планет на моделях эволюции Солнца. При очень малой массе отдельных выбросов система ведёт себя почти так же, как при равномерной потере массы. Но при значениях порядка 10⁻⁵ массы Солнца и выше орбиты начинают заметно изменяться. В расчётах, соответствующих оценкам массы отдельных выбросов, столкновения орбит начинались ещё на стадии красного гиганта: почти в 40% реализаций внешняя часть Солнечной системы уже испытывала разрушение или значительное рассеяние до образования белого карлика. В целом почти 90% смоделированных систем разрушались в течение первых 3 млрд лет после его формирования.
При этом разрушение не обязательно подразумевает столкновение планет. При пересечении орбит гиганты могут гравитационно рассеивать друг друга, менять порядок расположения или покидать систему. В отдельных расчётах Сатурн покидал систему всего через несколько миллионов лет, Уран и Нептун менялись местами, а перигелии планет смещались настолько, что начинали пересекаться с областью орбиты Юпитера. Одновременно случайные возмущения иногда захватывали пары планет в орбитальные резонансы — например, Юпитер и Сатурн могли оказаться в соотношении периодов 5:2, а Уран и Нептун — 2:1. Однако резонанс в этих моделях не становился защитой: такие конфигурации даже несколько чаще разрушались, чем нерезонансные.
Данная работа не опровергает предыдущие расчёты, а подчеркивает, почему их исходное предположение было принципиально важным. Если масса Солнца уменьшается равномерно, то внешняя часть системы в основном просто расширяется. Если же оболочка звезды покидает её отдельными асимметричными выбросами, то Солнце начинает быть источником хаотизирующих возмущений. В наиболее правдоподобном сценарии внешняя Солнечная система начинает разрушаться ещё до окончательного превращения Солнца в белый карлик, а её динамическая жизнь после этого сокращается с порядка 10¹⁸ лет до миллиарда лет.
Для Земли этот вывод практически ничего не меняет: задолго до образования белого карлика Солнце перейдёт в стадию красного гиганта, что сделает современную Землю непригодной для жизни. Работа Батыгина изменяет представление о конечной судьбе всей Солнечной системы.
Источники:The Astrophysical Journal LettersНаука и космос1космосАстрофизикаСолнечная система52 минуты назад
Источник