Nasz układ słoneczny jest nieuporządkowany i niestabilny. Tylko jedna planeta jest kluczem do przetrwania

Układ słoneczny wygląda jak stabilny i regularny mechanizm, prawie jak największy zegar na świecie. Ale odkąd zaczęliśmy rozumieć, jak działa grawitacja, a wraz z nią orbity planet, zdaliśmy sobie sprawę, że te interakcje były bardzo proste (co można wyprowadzić z prostego równania) i bardzo złożone (Dodajemy również przedmioty). Jeśli problem jest naprawdę złożony, co by się stało, gdyby odwiedzający przeszedł przez to równanie?

Sprawa trzech wieków.
To jest pytanie, które Próbowałem odpowiedzieć Grupa badaczy z Uniwersytetu w Toronto: co by się stało, gdyby w pobliżu naszego Układu Słonecznego przeszedł zły obiekt o masie gwiazdy, zbaczając z orbity naszego najdalszego lodowego olbrzyma.

Odpowiadając na to, byli w stanie lepiej zrozumieć rolę jego roli Neptun W tym grawitacyjnym trybiku naszego Układu Słonecznego. A jego rola jest fundamentalna, mimo że znajduje się na końcu listy planet w naszym systemie.

Podobno dokładny sprzęt.
Stabilność Układu Słonecznego jest ważna, aby Ziemia mogła nadawać się do zamieszkania, ale nie możemy przyjmować tego za pewnik. Nasz system jest bałaganiarski, a małe interakcje i różnice mogą mieć szerokie skutki, jeśli poświęci się wystarczająco dużo czasu: tak zwany efekt motyla.

Oddziaływania grawitacyjne również mają wiele skutków. Wiele razy słyszeliśmy, jak Jowisz utrzymuje nas przy życiu Uchronić się przed niektórymi asteroidami, podczas gdy inne rzucają w nas. ale Znaczenie grawitacji Dla naszego przetrwania idzie dalej, bo od tego zależy stabilność systemu.

Destabilizacja Układu Słonecznego może mieć różne reperkusje. Najłagodniejsze jest przejście do nowej równowagi dla naszej planety. Pozostałe są katastrofalne, takie jak zderzenie naszej planety z inną, upadek w kierunku Słońca czy wyrzucenie z jego orbity.

100 000 lat stabilności.
Pozostawiając planety samym sobie i przy wszystkich posiadanych przez nas elementach Studia stosowane Obliczyli, że przez następne 100 000 lat nie będziemy mieli się o co martwić. Ustalenie stabilności jest zatem skomplikowane ze względu na złożoność naszego Układu Słonecznego. Ale ta stabilność zależy od tego, czy wszystko dotrzyma harmonogramu. Jeśli siła zewnętrzna zakłóci tę równowagę, obliczenia nie będą już ważne.

Centralne położenie innych planet (niektóre znacznie większe niż Neptun) może spowodować, że będą generować więcej, jeśli zmieni się ich wpływ grawitacyjny. Ale jeśli nasz Układ Słoneczny zbliży się do innego masywnego elementu (takiego jak gwiazda), obiekt prawdopodobnie przejdzie blisko Zewnętrzne regiony naszego systemu I nie w środku.

Skup się na Neptunie.
Badanie zostało opublikowane jako artykuł w czasopiśmie Comiesięczne notatki Królewskiego Towarzystwa Astronomicznegowersja robocza jest dostępna jako wstępna wersja robocza w repozytoriach takich jak ArXiv s portal wyszukiwania. Skupiają się w nim na roli oceanicznego olbrzyma, obliczając, co by się stało, gdyby uderzenie gwiazdy, którą przeszliśmy z dotkniętą ścieżką Neptuna w ciągu najbliższych 4,8 miliarda lat.

W rezultacie stabilność Układu Słonecznego będzie pod kontrolą, jeśli zmieni się orbita planety. Zespół obliczył maksymalne odchylenie, jakie orbita lodowego olbrzyma może wytrzymać bez tej zmiany, co wskazuje na destabilizację całego naszego systemu, w wyniku czego zmiana o 0,1% wielkości wystarczyła do destabilizacji całego systemu.

możliwe wyniki.
Artykuł przeprowadził prawie 2900 symulacji, które zakończyły się po okresie 4,8 miliarda lat, kiedy system utracił równowagę, powodując kolizje, albo kiedy niektóre planety „uciekły”. Zderzenia były częstsze między wewnętrznymi planetami Układu Słonecznego (Merkurym, Wenus, Ziemią i Marsem), podczas gdy „uciekinierzy” w symulacjach częściej pojawiali się między planetami zewnętrznymi. Symulacje pokazały również przypadek, w którym uciekającą planetą był Merkury.

W każdym razie, ze względu na chaotyczną naturę systemu, wyniki te można uznać za jedynie prawdopodobieństwa, uniemożliwiając w tym przypadku dokładne przewidywanie.

Nie martw się.
Choć destabilizacja Układu Słonecznego jest niebezpieczna, nie ma powodów do obaw. Możliwość zniknięcia lub eksplozji Neptuna na kawałki jest niewielka (może gdyby to się zdarzyło, mielibyśmy już wystarczająco dużo, aby przetrwać uderzenie tych kawałków). Jeśli zmiana orbity jest niewielka, możemy założyć, że jakikolwiek wpływ na Ziemię musiałby poczekać tysiące lat.

Ale głównym powodem jest to, że nie mamy żadnych gwiazd zmierzających w naszą stronę. Najbliższy znajduje się w odległości około czterech lat świetlnych i nie znajduje się na kursie kolizyjnym z nami. Gwiazdy to jedne z najjaśniejszych obiektów na naszym niebie, więc szansa zobaczenia ich, gdy się do nas zbliży, jest znacznie większa niż innych. zobaczyć asteroidę.

Mniej widoczne rzeczy.
Możliwość spotkania Neptuna z wędrująca planeta Jest to również bardzo rzadkie, ponieważ musiałyby podejść bardzo blisko swojej grawitacji, aby zmienić orbitę Neptuna o więcej niż 0,1%.

Ostatnim masywnym obiektem, z którym teoretycznie moglibyśmy się zderzyć, byłaby czarna dziura. To dobre karty do głosowania, ponieważ są małe w stosunku do swojej masy i niemożliwe do bezpośredniego zobaczenia, ponieważ pochłaniają światło. Co więcej, jest bardzo prawdopodobne, że w naszej galaktyce znajdują się „wędrujące” czarne dziury.

jednakże Niewykrywalny. Efekt grawitacyjny czarnych dziur jest taki, że odchyla światło gwiazd, więc jedna wystarczająco blisko wygenerowałaby rodzaj anomalii optycznej, jaką możemy znaleźć.

zdjęcie | to jest