مرگ خورشید فقط سیاره‌های درونی را نابود نمی‌کند؛ کل منظومه شمسی فرو می‌پاشد

اینکهمنظومه شمسیمیلیاردها سال آرایش کنونی خود را حفظ کرده، به این معنا نیست که این وضعیت تا ابد ادامه خواهد داشت. می‌دانیم که خطر اصلی در آینده، تحولخورشیداز ستاره زرد بهغول سرخاست؛ اما پژوهشی جدید نشان می‌دهد که در آینده‌ی محله خورشیدی ما، رویدادهای دیگری نیز وجود دارند که می‌توانند ثبات آن را برهم بزنند.

مدت‌هاست که می‌دانیم مدارعطاردممکن است به وضعیتی ناپایدار برسد. این سیاره در پنج میلیارد سال آینده حدود یک درصد احتمال دارد که از منظومه شمسی خارج شود. همچنین، در بخش کوچکی از مدل‌های شبیه‌سازی‌شده، این رویداد می‌تواند به برخورد کوچک‌ترین سیاره منظومه شمسی با زهره، زمین یا مریخ منجر شود.

حتی اگر چنین اتفاقی رخ ندهد، زمانی که سوخت هسته‌ای خورشید به پایان برسد و این ستاره با تبدیل‌شدن به غول سرخ منبسط شود، ابعاد آن بسیار فراتر از مدار زهره خواهد رفت و شاید حتی به مدار زمین نیز برسد.

پیش‌تر تصور می‌شد که بخش بیرونی منظومه شمسی و سیاره‌های بزرگ آن، یعنی مشتری، زحل، اورانوس و نپتون، در برابر اختلال‌های گرانشی بسیار مقاوم باشند. برخی برآوردها نشان می‌دادند که این سیاره‌ها می‌توانند تا یک میلیون تریلیون سال دوام بیاورند؛ بازه‌ای که در طول آن خورشید از غول سرخ به کوتوله سفید و سپس کوتوله سیاه تبدیل خواهد شد.

تبدیل‌شدن غول سرخ به کوتوله سفید رویدادی فاجعه‌بار نیست. هسته خورشید در این فرایند منقبض می‌شود و به جرمی تقریباً هم‌اندازه زمین، اما با جرمی حدود ۱۰۰هزار برابر بیشتر، تبدیل خواهد شد. این جرم فشرده بر اثر گرمای تولیدشده هنگام انقباض، همچنان نور ساطع می‌کند. لایه‌های بیرونی خورشید نیز به فضای میان‌ستاره‌ای پرتاب می‌شوند و سحابی سیاره‌نما را شکل می‌دهند.

پیش‌تر انتظار می‌رفت که سیاره‌های بیرونی بتوانند فرایند ازدست‌رفتن جرم خورشید و حتی گذر گاه‌به‌گاه ستاره‌ای دیگر از نزدیکی خود را تا ۱۰۰ میلیارد سال تحمل کنند. اما پژوهش جدید نشان می‌دهد که شاید چنین تصوری درست نباشد.

فرض پیشین این بود که خورشید جرم خود را به‌تدریج و به‌صورت یکنواخت از دست می‌دهد. بااین‌حال، مشاهده‌ی کوتوله‌های سفید نشان می‌دهند که این فرایند ممکن است یکنواخت نباشد. تا آن زمان زمین به غبار تبدیل شده است، اما سیاره‌های بیرونی منظومه شمسی نیز روزگار خوشی نخواهند داشت.

حتی اگر خورشید جرم خود را به‌طور یکنواخت از دست بدهد، ممکن است اورانوس و نپتون جای خود را با یکدیگر عوض کنند. اما اگر ازدست‌دادن جرم خورشید به‌صورت دوره‌ای و ناپیوسته رخ دهد، بی‌ثباتی‌های گسترده‌ای بسیار پیش از تبدیل‌شدن خورشید به کوتوله سفید آغاز خواهند شد.

در برخی شبیه‌سازی‌هااورانوساز منظومه شمسی به بیرون پرتاب می‌شود؛ در برخی دیگرنپتونچنین سرنوشتی پیدا می‌کند. در مواردی نیززحلاز منظومه شمسی خارج می‌شود، درحالی‌که دو غول یخی، یعنی اورانوس و نپتون، در مدارهایی گرفتار می‌شوند که با یکدیگر رزونانس مداری دارند.

براساس مطالعه‌ی اخیر، فقط یک میلیارد سال پس از تبدیل‌شدن خورشید به کوتوله سفید، دیگر اثری از منظومه شمسی بیرونی به شکلی که امروز می‌شناسیم، باقی نخواهد ماند.

نویسندگان مطالعه در بخش نتیجه‌گیری می‌نویسد: «نیوتن با بررسی مدارهای متغیر مشتری و زحل، گمان می‌کرد که نظم سیاره‌ای منظومه شمسی عمری محدود دارد. بااین‌حال، سه قرن پژوهش در مکانیک سماوی، از قضیه‌های کلاسیک درباره تغییرناپذیری مدارها گرفته تا شبیه‌سازی‌های عددی میلیاردساله، زمان وقوع این سرنوشت را پیوسته به تعویق انداخته‌اند؛ به‌طوری‌که در جدیدترین برآوردها، این رویداد به بازه‌هایی بسیار طولانی‌تر از عمر جهان موکول شده بود.»

به‌گفته‌ی نویسندگان: «بی‌ثباتی‌ای که نیوتن تصور می‌کرد، در نهایت واقعی از آب درمی‌آید. اشتباه او فقط در تشخیص عامل این رویداد بود.»

پژوهش‌های جدید دیگر نیز نشان داده‌اند که سیاره‌ها می‌توانند از دل آشوب و پیامدهای شکل‌گیری کوتوله‌های سفید پدیدار شوند.نخستین مورد از این سیاره‌هاکه به «دنیاهای ققنوس‌وار» معروف شده‌اند، به‌تازگی در اطراف کوتوله سفید HS 0209+0832 شناسایی شد. جیمی ویلیامز، کاشف این سیاره از دانشگاه وارویک، می‌گوید

ما نخستین سیاره نسل دوم را در اطراف یک کوتوله سفید کشف کردیم. این احتمال وجود دارد که در آینده‌ای بسیار بسیار دور، سیاره‌ای از نسل دوم در اطراف خورشید ما که در آن زمان به کوتوله سفید تبدیل شده است، به‌وجود بیاید.

پژوهش در مجله علمیThe Astrophysical Journal Lettersمنتشر شده است.