دانشمندان می‌گویند منظومه شمسی بسیار زودتر از آنچه تصور می‌شد از هم می‌پاشد

یک مطالعه جدید و پیشگامانه از موسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) نشان داده است که سیارات بیرونی منظومه شمسی با آینده‌ای بسیار متزلزل‌تر از آنچه قبلاً تصور می‌شد، روبرو هستند. در حالی که مدل‌های نجومی سنتی پیشنهاد می‌کردند که سیارات غول‌پیکر—مشتری، زحل، اورانوس و نپتون—تا یک کوئینتیلیون سال پایدار خواهند ماند، تحقیقات جدید نشان می‌دهد که آن‌ها احتمالاً تنها یک میلیارد سال پس از تبدیل شدن خورشید به یک کوتوله سفید، به هرج و مرج کشیده خواهند شد. این یافته، طول عمر مورد انتظار همسایگی سیاره‌ای ما را به میزان یک میلیارد برابر کاهش می‌دهد و فرضیات دیرینه درباره سرنوشت نهایی کیهان را به چالش می‌کشد.

این تحقیق که در نشریه The Astrophysical Journal Letters با عنوان «بی‌ثباتی نهایی منظومه شمسی ناشی از کاهش جرم تصادفی خورشید» منتشر شده است، از ابررایانه‌های با کارایی بالا برای اجرای صدها شبیه‌سازی عددی پیشرفته N-body استفاده کرد. برخلاف مدل‌های قبلی که کاهش جرم خورشید را در حین مرگ آرام و ثابت فرض می‌کردند، این مطالعه «ضربه های تصادفی» یا پرتاب‌های خشن و نامنظم جرم خورشیدی را در نظر گرفت. دانشمندان دریافتند که این فوران‌های دوره‌ای کاهش جرم، بی‌ثباتی‌های گرانشی ایجاد می‌کنند که در نهایت سیستم سیاره‌ای بیرونی را از هم می‌پاشد؛ نتیجه‌ای که از طریق آزمایش دقیق تکرارهای مختلف مدل بدون استفاده از ابزارهای هوش مصنوعی به دست آمد.

از نظر تاریخی، جامعه علمی، از جمله بزرگانی مانند آیزاک نیوتن، بر این فرض عمل می‌کردند که خورشید در حین تکامل به یک غول سرخ و در نهایت یک کوتوله سفید، جرم خود را به شیوه‌ای آرام و قابل پیش‌بینی از دست خواهد داد. تصور عمومی این بود که در حالی که سیارات داخلی—عطارد، زهره و زمین—توسط خورشید در حال انبساط بلعیده می‌شوند، غول‌های بیرونی زنده خواهند ماند و با کاهش جرم خورشید، مدار آن‌ها گسترده‌تر می‌شود. نظریه‌های پیشین بیان می‌کردند که تنها تهدید واقعی برای این سیارات بیرونی، تأثیر گرانشی ستارگان عبوری در بازه زمانی ۳۰ تا ۱۰۰ میلیارد سال خواهد بود.

پیامدهای این مطالعه عمیق است، زیرا درک ما از طول عمر سیاره‌ای و مکانیسم‌های مرگ ستاره‌ای را به طور بنیادی تغییر می‌دهد. با نشان دادن اینکه مراحل نهایی خورشید بسیار بی‌ثبات‌تر از مدل‌های قبلی است، محققان تأکید کرده‌اند که منظومه شمسی ذاتاً شکننده‌تر است. این تغییر دیدگاه نه تنها بر درک نظری ما از مکانیک سماوی تأثیر می‌گذارد، بلکه بر نحوه طبقه‌بندی پایداری سایر سیستم‌های ستاره‌ای در سراسر جهان نیز تأثیرگذار است و نشان می‌دهد که بسیاری از سیستم‌های سیاره‌ای ممکن است عمر کوتاه‌تری نسبت به آنچه داده‌های نجومی فعلی نشان می‌دهند، داشته باشند.

با نگاه به آینده، این تحلیل چارچوب مهمی برای تحقیقات اخترفیزیکی فراهم می‌کند. از آنجایی که خورشید در حال حاضر ۴.۵۷ میلیارد سال سن دارد و حدود پنج میلیارد سال دیگر تا ورود به مرحله غول سرخ باقی مانده است، «بی‌ثباتی نهایی» توصیف شده هنوز میلیاردها سال با ما فاصله دارد. با این حال، این مطالعه یادآوری جدی از ماهیت پویا و اغلب خشن جهان است. کارشناسان پیشنهاد می‌کنند که این یافته‌ها نیاز به بازنگری در نحوه شبیه‌سازی تکامل سیستم‌های سیاره‌ای را ایجاب می‌کند تا اطمینان حاصل شود که مدل‌های آینده، ماهیت تصادفی و دوره‌ای کاهش جرم ستاره‌ای را در نظر می‌گیرند.