Consumo e disintegrazione.

La prossima volta che vuoi essere l'anima della festa, se stai uscendo con dei nerd fighi, basta inserire quella frase nella conversazione. E quando ti guardano con aria interrogativa, basta dire che è l'eventuale destino del sistema solare.

Quindi aggiusta la cravatta e bevi un altro sorso del tuo assenzio.

Al flusso di domande entusiasmanti di follow-up che sono destinate a seguire la tua spiegazione, puoi ulteriormente spiegare che il sole stesso e la Via Lattea saranno i colpevoli. E poi puoi citare un nuovo studio.

Lo studio è intitolato "La grande disuguaglianza e la disintegrazione dinamica del sistema solare esterno". L'autore principale è Jon Zink, uno studente laureato nella Divisione di Astronomia e Astrofisica dell'UCLA. Il documento è pubblicato su Giornale Astronomico .

Gli umani si sono a lungo interrogati sul destino finale del sistema solare. Nell'introduzione del loro documento, scrivono gli autori, "Comprendere la stabilità dinamica a lungo termine del sistema solare costituisce una delle più antiche ricerche dell'astrofisica, risalire allo stesso Newton, che ha ipotizzato che le interazioni reciproche tra i pianeti alla fine avrebbero reso il sistema instabile." Ma non poteva spiegarsi perché la teoria delle perturbazioni non esisteva ancora.

Newton aveva almeno in parte ragione. Ma determinare il futuro di un sistema complicato come il nostro sistema solare non è un compito facile, soprattutto perché implica alcune previsioni scientifiche in eventi che impiegano miliardi di anni per svolgersi.

In questo nuovo studio, gli autori hanno condotto una serie di quelle che vengono chiamate simulazioni a N-corpi. Sono uno strumento comune in astronomia e astrofisica. Le simulazioni a N-corpi sono simulazioni di sistemi dinamici di particelle interagenti, anche se in questo caso, le particelle sono i pianeti e il sole stesso.

In diversi miliardi di anni, il sole, il fulcro del sistema solare, cambierà radicalmente. La fusione dell'idrogeno nel suo nucleo finirà, e il sole lascerà la sequenza principale. Si espanderà in una gigante rossa, Mercurio avvolgente, Venere e probabilmente la Terra. (La sopravvivenza di Marte è incerta, ma poiché la sua massa è così bassa, se sopravvive o meno non influenzerà molto i grandi pianeti esterni".

potresti chiedere, "Una volta che la Terra è andata, a chi importa cosa succede dopo? Perché preoccuparsi di queste simulazioni?" Bene, forse per allora l'umanità è migrata più lontano nel sistema solare. Ma se abbiamo o non abbiamo, siamo ancora spinti a conoscere il destino del sistema solare.

Così, mentre il sole si espande in una gigante rossa, inizierà anche a perdere massa. Infatti, probabilmente perderà circa la metà della sua massa nei prossimi 7 miliardi di anni circa. La perdita di massa, che ancora le orbite dei pianeti e di altri corpi del sistema solare, sarà estremamente dirompente.

L'espansione del sole significherà la fine del gioco per i pianeti rocciosi interni, più probabilmente. Ma per qualsiasi essere umano o il loro lontano, discendenti irriconoscibili aggrappati alla vita nell'oceano di Europa o da qualche altra parte, sarà finita, pure.

Senza la massa del sole ad ancorarli gravitazionalmente, i pianeti esterni del sistema solare verranno scollati. Come un aristocratico in una baldoria di assenzio di cinque giorni, il loro comportamento orbitale diventerà imprevedibile, irregolare. Andranno alla deriva più lontano, fuori nello spazio.

Finora, questa non è una nuova conoscenza. "A causa della perdita di massa solare, che dovrebbe rimuovere circa la metà della massa della stella, le orbite dei pianeti giganti si espandono, " scrivono gli autori. Ma Zink e i suoi colleghi volevano scoprire cosa succede dopo. Secondo il loro lavoro, ci sarà un altro periodo di relativa stabilità per alcuni pianeti.

"Questo processo adiabatico mantiene i rapporti del periodo orbitale, ma le mutue interazioni tra i pianeti e l'ampiezza delle risonanze di moto medio (MMR) aumentano, portando alla cattura di Giove e Saturno in una configurazione risonante 5:2 stabile."

Ma queste orbite espanse, insieme ad altre caratteristiche, rendere la situazione insostenibile. La nuova configurazione, che manca dell'effetto di ancoraggio della massa del sole, è suscettibile a "... perturbazioni da interazioni ravvicinate stellari, " scrivono gli autori. A questo punto delle loro simulazioni, il nostro sole irriconoscibile ora è una nana bianca.

"Di conseguenza, entro circa 30 Gyr, incontri stellari perturbano i pianeti nel sottodominio caotico della risonanza 5:2, innescando una grande instabilità, che culmina nelle espulsioni di tutti i pianeti tranne uno nei successivi ~ 10 Gyr."

Qual è l'unico pianeta che resisterà all'espulsione? Molto probabilmente Giove, il pianeta più massiccio del nostro sistema solare. Senza compagni rimasti, Giove resterà in giro per altri 50 Gyr, secondo lo studio. Verrà rimosso solo quando un sorvolo stellare lo farà fare i bagagli.

"Con l'assenza di pianeti aggiuntivi, il pianeta sopravvissuto non ha un meccanismo diretto per ottenere energia positiva. L'unica fonte rimasta di scambio di energia è attraverso le interazioni con le stelle di passaggio, scrivono gli autori nel loro articolo. E calcolano che una stella passerà ogni 20 milioni di anni circa.

Come l'ultimo pianeta in piedi, L'eccentricità orbitale di Giove aumenterà. "Di conseguenza, il tempo previsto per l'espulsione del gigante gassoso post-instabilità è diminuito di circa un fattore due (rispetto all'orbita planetaria prima dell'inizio dell'instabilità). Quindi il vecchio Giove solitario sarà più suscettibile all'espulsione da parte di qualsiasi stella di passaggio.

Se stai immaginando un evento sorvolo nelle giuste circostanze per espellere Giove, probabilmente non è del tutto corretto. È più come "morte per mille tagli".

"Dato che gli incontri ravvicinati sono rari (entrando nel 10, 000 au sphere una volta ogni 23 Myr), e la maggior parte delle interazioni avrà piccoli effetti dinamici sul pianeta rimanente, il processo di espulsione può in linea di principio avvenire costantemente..." Zink e i suoi coautori scrivono.

O forse no. "D'altra parte, dato tempo sufficiente, è anche possibile che un incontro estremamente ravvicinato libererà indipendentemente il pianeta finale. Il meccanismo alla base della rimozione del pianeta finale rappresenta quindi una competizione tra questi due processi".

Non è facile da simulare, soprattutto perché tutto accadrà miliardi di anni da oggi. Appropriatamente, gli autori si pongono una domanda:"In altre parole, il pianeta finale sarà espulso da un singolo evento importante o da molti piccoli scambi di energia?"

Gli autori offrono un paio di avvertimenti, anche se. Uno riguarda il numero di simulazioni che hanno eseguito:10. Riconoscono che il loro studio non costituisce una solida evidenza statistica, ma il fatto che ogni simulazione abbia prodotto risultati simili è ancora significativo. "In tutte e 10 le nostre simulazioni, i quattro giganti gassosi vengono espulsi dal sistema solare entro 1, 012 anni, dopo la fine della perdita di massa solare, " loro scrivono.

Un altro avvertimento riguarda le stelle che sorvolano. Hanno modellato sorvoli di singole stelle, ma circa la metà di tutte le stelle esiste in coppie binarie. Il team ha escluso quegli incontri dalle loro simulazioni, una specie di. Ma ancora li rappresentavano, riconoscere che i flyby binari sarebbero probabilmente più dirompenti dei flyby solitari. "Scegliendo di escludere questi incontri binari, stiamo facendo una stima prudente per la vita del futuro sistema solare. In altre parole, l'effetto dell'inclusione dei flyby binari ridurrebbe ulteriormente questa durata prevista."

All'inizio del loro articolo, gli autori suggeriscono cautela intorno ai propri risultati. "Sfortunatamente, " loro scrivono, "anche le più precise simulazioni N-corpi sono solo in grado di produrre previsioni limitate nel tempo per l'evoluzione del sistema solare. A causa della natura caotica delle orbite planetarie, la previsione deterministica è impossibile su tempi sufficientemente lunghi."

Certo, la stessa Via Lattea cambierà molto in questi tempi estremamente lunghi. In che modo ciò influenzerà il futuro del sistema solare?

Come il sistema solare, o quel che ne resta, migra attraverso la galassia, la prospettiva potrebbe cambiare. "Nel corso dei tempi considerati in questo studio, il sistema solare può subire una migrazione radiale attraverso la Galassia, incontrare regioni di diversa densità stellare e dispersione di velocità." Ma è quasi impossibile da modellare.

Migrerà verso l'esterno o verso l'interno? Nessuno è sicuro, e nessuno è certo se questo significhi che il sistema residuo incontrerà meno stelle o più stelle. Ma il tasso di incontro potrebbe variare di tre volte.

Si prevede inoltre che la Via Lattea colliderà o si fonderà con la galassia di Andromeda tra diversi miliardi di anni. Ma di nuovo, non è facile da modellare a livello granulare dei singoli sistemi solari. "Questi cambiamenti influenzeranno la velocità e la velocità degli incontri stellari, ma stimare accuratamente questi cambiamenti rimane difficile e va oltre lo scopo di questo presente lavoro."

In ogni caso, non c'è motivo di finire la tua bottiglia di assenzio tenendo un occhio nervoso al cielo. È improbabile che l'umanità sia in giro per assistere a tutto questo. Se è vero che il 99,9% di tutte le specie che siano mai esistite si sono estinte, non abbiamo grandi probabilità.

Ma la domanda sul destino del sistema solare è ancora affascinante. Infine, gli ex compagni planetari si disperderanno e andranno alla deriva nello spazio come pianeti canaglia. Se qualche altra specie di smarty-pants li individuasse, non avranno idea delle loro origini e non avranno modo di sapere che una certa specie di ominidi su un certo pianeta si è interrogata sul loro destino finale.